CN203968153U - 一种拖拉机综合信息管理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种拖拉机综合信息管理装置，包括CAN总线和与CAN总线连接的发动机***节点、悬挂***节点、电气设备***节点、转向***节点、加载***节点、故障检测节点、导航***节点和网络对接节点。各个节点包括CAN通讯模块电路、USB接口电路、电源电路和处理器，电源电路接处理器的电源端，处理器的信号收发端通过CAN通讯模块电路接CAN总线，处理器的通讯收发端通过USB接口电路接显示设备。CAN通讯模块电路包括CAN收发器和CAN控制器，CAN控制器的输入引脚连接CAN收发器的信号发射引脚，CAN控制器的输出引脚连接CAN收发器的信号接收引脚，CAN收发器的接口引脚连接CAN总线。采用CAN总线结构实现对各子***的统一管理，提高了管理***的实时性、灵活性和可靠性。

Description

一种拖拉机综合信息管理装置

技术领域

本实用新型涉及一种综合信息管理装置，尤其是一种拖拉机综合信息管理装置，属于信息管理技术领域。

背景技术

据申请人了解，国外大中型拖拉机利用微电子技术、信息技术、激光技术等高新技术，产生了用于农场管理的产品，驾驶员可根据完整的信息***，控制和调节拖拉机的各个主要部件，从而使拖拉机各***之间相互协调。

早期的国内拖拉机仪表以磁电式和电热式为主，随着信息技术的不断发展。采用微处理器控制的车用数显或伺服电机驱动仪表成为拖拉机仪表一个发展方向。具有数显功能的多功能仪表显示信息丰富，满足行驶安全的需要，驾驶员可以从仪表上判断拖拉机是否有故障以及拖拉机的状态，因此得到普遍采用。随着电子控制技术的应用，拖拉机仪表的功能也得以延伸，除满足照明及主要参数的显示，还包括电子监控、故障诊断和智能控制等。

上述现有技术均存在以下问题：

（1）线性差、信息显示精度低、采集不灵活和显示方式少。

（2）电路结构固化、简单，功能单一、固定，使用场合狭窄；一旦设计制造定型，多年技术老套，功能更新缓慢，效率低、可靠性差。

（3）本质上是少数仪表盘的简单物理组合，显示信息量少，仅仅提供拖拉机最基本形式状态信息量的显示，如车速、发动机转速、冷却液温度等，无法显示进入田间作业状态下拖拉机的各项作业信息，如作业幅宽、作业面积、有效作业时间、故障信息等。

（4）仅为显示型仪表面板，无法与驾驶员进行信息交互，一旦拖拉机作业中出现故障，驾驶员仅能凭借自身经验进行相关故障排查与诊断。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提出一种拖拉机综合信息管理装置，采用CAN总线结构实现对各子***的统一管理，提高了管理***的实时性、灵活性和可靠性。

为了达到以上目的，本实用新型的一种拖拉机综合信息管理装置，包括CAN总线和与CAN总线连接的发动机***节点、悬挂***节点、电气设备***节点、转向***节点、加载***节点、故障检测节点、导航***节点和网络对接节点。各个节点包括CAN通讯模块电路、USB接口电路、电源电路和处理器，电源电路接处理器的电源端，处理器的信号收发端通过CAN通讯模块电路接CAN总线，处理器的通讯收发端通过USB接口电路接显示设备，CAN通讯模块电路包括CAN收发器和CAN控制器，CAN控制器的输入引脚连接CAN收发器的信号发射引脚，CAN控制器的输出引脚连接CAN收发器的信号接收引脚，CAN收发器的接口引脚连接CAN总线。

拖拉机各子***中信号通过CAN总线通信协议集合到CAN总线中，CAN通讯模块电路识别出各个不同信号；再通过USB接口电路发送到***界面，进行分析、显示。

本实用新型的优选方案是：电源电路包括三端中电流正固定电压稳压器和线性稳压器，电源通过第一二极管接三端中电流正固定电压稳压器的输入端，同时，第一二极管通过相并联的第一电容和第二电容接地，三端中电流正固定电压稳压器的输出端通过开关连接线性稳压器的输入端，线性稳压器的输出端接控制器的电源端。

优选地，USB接口电路包括USB转串口芯片，USB转串口芯片的晶振引脚连接USB转串口芯片晶振电路，USB转串口芯片的正电压数据线引脚通过第一电阻接USB接口的第三引脚，USB转串口芯片的负电压数据线引脚通过第二电阻接USB接口的第二引脚，USB接口的第四引脚和第五引脚相连后接地，USB接口的第一引脚接入电压。

优选地，USB转串口芯片晶振电路包括USB转串口芯片晶体振荡器、USB转串口芯片第一电容和USB转串口芯片第二电容，USB转串口芯片第一电容通过晶体振荡器并联USB转串口芯片第二电容，USB转串口芯片晶体振荡器的一端接USB转串口芯片第一晶振引脚，其另一端接USB转串口芯片第二晶振引脚。

优选地，处理器上连接复位电路、晶振电路、报警电路、隔离电路和JTAG接口电路。

优选地，复位电路包括复位按钮，复位按钮并联复位电路第一电容后通过复位电路第一电阻接处理器的复位引脚，同时，复位按钮通过复位电路第二电阻接电源电路。

优选地，晶振电路包括晶振电路第一电容、晶振电路第二电容和晶体振荡器，晶振电路第一电容串联晶体振荡器后并联晶振电路第二电容，晶体振荡器的一端接处理器的第一晶振引脚，其另一端接处理器的第二晶振引脚。

本实用新型有益效果为：改变传统的点对点传输信号方式，通过CAN总线技术将拖拉机电子仪表、发动机***、转向***、液压***等子***集成在一起，实现对各子***状态的统一管理。具有明显的实时性、灵活性和可靠性，能有效支持CAN网络中拖拉机各项信息实时控制和分布式控制的串行通信；利用CAN总线技术实现拖拉机各子***信息共享，有效降低了拖拉机内部的布线效率，提高了内部空间利用率，实现仪表***的轻量化。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型的结构示意框图。

图2为本实用新型各个节点的结构连接图。

图3为本实用新型CAN通讯模块电路图。

图4为本实用新型的电源电路图。

图5为本实用新型的USB-UART电路图。

图6为本实用新型的复位电路图。

具体实施方式

实施例一

本实施例的一种拖拉机综合信息管理装置，如图1、图2和图3所示，包括CAN总线9和与CAN总线连接的网络对接节点1、导航***节点2、加载***节点3、悬挂***节点4、转向***节点5、发动机***节点6、故障检测节点7、电气设备***节点8。各个节点包括CAN通讯模块电路10、USB接口电路11、电源电路12和处理器13，电源电路11接处理器13的电源端，处理器13的信号收发端通过CAN通讯模块电路10接CAN总线9，处理器13的通讯收发端通过USB接口电路11接显示设备，CAN通讯模块10电路包括CAN收发器14和CAN控制器15，CAN控制器14的输入引脚CANTX连接CAN收发器15的信号发射引脚R，CAN控制器14的输出引脚CANRX连接CAN收发器15的信号接收引脚D，CAN收发器15的接口引脚CANH、CANL连接CAN总线9。CAN收发器采用SN65HVD230收发器，处理器采用C8051F040微处理器。

电源电路如图4所示，包括三端中电流正固定电压稳压器L78M05CDT和线性稳压器AMS1117，电源通过第一二极管D1接三端中电流正固定电压稳压器L78M05CDT的输入端IN，同时，第一二极管D1通过相并联的第一电容C3和第二电容C1接地GND，三端中电流正固定电压稳压器L78M05CDT的输出端OUT通过开关SW1连接线性稳压器AMS1117的输入端Vin，线性稳压器AMS1117的输出端Vout接控制器的电源端。

USB接口电路如图5所示，包括USB转串口芯片PL2303HX-SSOP28，USB转串口芯片PL2303HX-SSOP28的晶振引脚XTAL1、XTAL2连接USB转串口芯片晶振电路，USB转串口芯片晶振电路包括USB转串口芯片晶体振荡器Y3、USB转串口芯片第一电容C26和USB转串口芯片第二电容C27，USB转串口芯片第一电容C26通过晶体振荡器Y3并联USB转串口芯片第二电容C27，USB转串口芯片晶体振荡器Y3的一端接USB转串口芯片第一晶振引脚XTAL1，其另一端接USB转串口芯片第二晶振引脚XTAL2，USB转串口芯片PL2303HX-SSOP28的正电压数据线引脚D+通过第一电阻R53接USB接口USB_B的第三引脚，USB转串口芯片PL2303HX-SSOP28的负电压数据线引脚D-通过第二电阻接USB接口USB_B的第二引脚，USB接口USB_B的第四引脚和第五引脚相连后接地，USB接口USB_B的第一引脚接入电压。

处理器上连接复位电路16、晶振电路17、报警电路18、隔离电路19和JTAG接口电路20。

复位电路如图6所示，包括复位按钮S1，复位按钮S1并联复位电路第一电容C12后通过复位电路第一电阻R28接处理器的复位引脚，同时，复位按钮S1通过复位电路第二电阻R27接电源电路。

晶振电路包括晶振电路第一电容C10、晶振电路第二电容C11和晶体振荡器Y1，晶振电路第一电容C10串联晶体振荡器Y1后并联晶振电路第二电容C11，晶体振荡器Y1的一端接处理器的第一晶振引脚XTAL3，其另一端接处理器的第二晶振引脚XTAL4。

使用时，拖拉机各子***中信号通过CAN总线通信协议集合到CAN总线中，CAN通讯模块电路识别出各个不同信号；再通过USB接口电路发送到***界面，进行分析、显示。

本实用新型的优点在于，

（1）改变传统的点对点传输信号方式，通过CAN总线技术将拖拉机电子仪表、发动机***、转向***、液压***等子***集成在一起，实现对各子***状态的统一管理。

（2）具有明显的实时性、灵活性和可靠性，能有效支持CAN网络中拖拉机各项信息实时控制和分布式控制的串行通信。

（3）利用CAN总线技术实现拖拉机各子***信息共享，有效降低了拖拉机内部的布线效率，提高了内部空间利用率，实现仪表***的轻量化。

（4）有效降低开发与维护成本，缩短技术更新周期（1-2年）。

（5）兼容多种***，可复用与可重配置性强。

（6）能与网络或其他设备互联，具有拓展性，可以实现对***的升级更新，拓展其功能。

除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种拖拉机综合信息管理装置，包括CAN总线和与所述CAN总线连接的发动机***节点、悬挂***节点、电气设备***节点、转向***节点、加载***节点、故障检测节点、导航***节点和网络对接节点，其特征在于，所述各个节点分别包括CAN通讯模块电路、USB接口电路、电源电路和处理器，所述电源电路接所述处理器的电源端，所述处理器的信号收发端通过CAN通讯模块电路接CAN总线，所述处理器的通讯收发端通过所述USB接口电路接显示设备，所述CAN通讯模块电路包括CAN收发器和CAN控制器，所述CAN控制器的输入引脚连接所述CAN收发器的信号发射引脚，所述CAN控制器的输出引脚连接所述CAN收发器的信号接收引脚，所述CAN收发器的接口引脚连接CAN总线。

2.根据权利要求1所述的一种拖拉机综合信息管理装置，其特征在于：所述电源电路包括三端中电流正固定电压稳压器和线性稳压器，电源通过第一二极管接所述三端中电流正固定电压稳压器的输入端，同时，所述第一二极管通过相并联的第一电容和第二电容接地，所述三端中电流正固定电压稳压器的输出端通过开关连接所述线性稳压器的输入端，所述线性稳压器的输出端接处理器的电源端。

3.根据权利要求1所述的一种拖拉机综合信息管理装置，其特征在于：所述USB接口电路包括USB转串口芯片，所述USB转串口芯片的晶振引脚连接USB转串口芯片晶振电路，所述USB转串口芯片的正电压数据线引脚通过第一电阻接USB接口的第三引脚，所述USB转串口芯片的负电压数据线引脚通过第二电阻接USB接口的第二引脚，所述USB接口的第四引脚和第五引脚相连后接地，所述USB接口的第一引脚接入电压。

4.根据权利要求3所述的一种拖拉机综合信息管理装置，其特征在于：所述USB转串口芯片晶振电路包括USB转串口芯片晶体振荡器、USB转串口芯片第一电容和USB转串口芯片第二电容，所述USB转串口芯片第一电容通过所述晶体振荡器并联所述USB转串口芯片第二电容，所述USB转串口芯片晶体振荡器的一端接USB转串口芯片第一晶振引脚，其另一端接USB转串口芯片第二晶振引脚。

5.根据权利要求1所述的一种拖拉机综合信息管理装置，其特征在于：所述处理器上连接复位电路、晶振电路、报警电路、隔离电路和JTAG接口电路。

6.根据权利要求5所述的一种拖拉机综合信息管理装置，其特征在于：所述复位电路包括复位按钮，所述复位按钮并联复位电路第一电容后通过复位电路第一电阻接处理器的复位引脚，同时，所述复位按钮通过复位电路第二电阻接电源电路。

7.根据权利要求5所述的一种拖拉机综合信息管理装置，其特征在于：所述晶振电路包括晶振电路第一电容、晶振电路第二电容和晶体振荡器，所述晶振电路第一电容串联所述晶体振荡器后并联所述晶振电路第二电容，所述晶体振荡器的一端接所述处理器的第一晶振引脚，其另一端接所述处理器的第二晶振引脚。