农机装备智能型传感器接口适配器的设计

发布时间：2020-05-26 09:45

【摘要】：目前接口适配器市场上，用于单一接口的协议转换器种类繁多，但只适用于对应的转换接口电路进行数据传输，使得数据传输与处理过程出现多线，多转换的问题。本实验针对应用于现场农机设备的智能型传感器，设计了一种能够将多种传输方式智能地转化为统一方式的接口适配器。该适配器根据传感器集成化、智能化进一步发展，功能增强，解决了在不改变原有硬件情况下农机装备多输入单输出协议转换问题。本设计选取的五种协议为农业现场作业中适用范围最为广泛的，几乎覆盖了传感器数据采集与控制中心传输的方式。本设计接口适配器的研究领先于现阶段对接口协议转换单一的市场现状，成为本设计的创新之处。具体工作如下：（1）根据现场作业的农机设备实际需要，设计了一种接口适配器，针对系统硬件构建应具备多个接口、易于扩展的要求，选择功耗低、处理运算能力强的芯片和价格低、现场应用体验较好的模块。（2）针对复杂的市场使用现状，选用CAN总线、RS-232、RS-485、IIC以及TCP/IP接口输入，将作业机车传感器实时数据以RS-485作为最终转换接口输出，实现远程计算机能按需求检测接口数据并储存，监控系统运行时负责各个单元数据采集器下传感器的数据状态，判断和显示各传感器的实时情况。（3）为了使硬件正常而有序的工作，设计中对CPU进行软件编制、调试和优化。当适配器接收到某一路输入上有数据发送时，立即做出反应。（4）本设计是以C++为编程语言编写转换应用程序。通过主控模块的调度与控制，实现现场数据实时传输，监控系统及时处理。本程序操作简单、界面流畅，并且具有极强的扩展性和可移植性。（5）在电气实验室中模拟农业作业现场的环境，通过SSCOM32、CANV2.0软件对本文设计系统串口进行测试，完成数据的发送与接收。
【图文】：

示意图,工作现场,示意图

针对目前市面上现场总线在各个标准参差不齐的现象，此接口适配器的转换系统传感器单协议转换器的优势，就目前国内市场的实际使用、现场生产的调查以及的使用评价，遵循达到“输入多、距离远”的趋向发展，力争在研究成品使用器高效率，传输准确，使用便捷容易的方针，建立最便于生产且性价比最高的最好配器为一种能够将多种传输方式智能地转化为统一方式输出的现场使用器件。功能及性能要求本接口适配器设计应用于农业作业现场，装配于牵引机车之上（如图 2.1），将工接的传感器数据传送至监控中心，可以使现场的多个设备之间以及现场设备与上器（远程监控计算机）进行连接，进行高效率的数据传输和信息交换。所以我们规范化的衔接部分，使得各个类型的现场设备以不同的接口形式传输后，最终能的协议方式传入远程系统，它可以将底层设备的数据采集系统融合在一起，具有输性能，并可以实现实时信息传递和监控系统对其的监测控制功能。

整体结构,硬件

图 2.2 总体硬件整体结构Fig2.2 Structure of general hardware液晶显示器在主控制器中起到显示工作流程的作用，而 RS-485 的作用是接收帧数据[20]，并且判断这个帧的走向，并根据判断结果，给出具体的对策，它是获取农业现场播种机、耕地机、收获机的信息，并且实现人机互动的媒介。本设计避免人工频繁切换接口和控制接口通断，实现远程计算机能按需求检测接口数据并储存，监控系统运行时负责各个单元数据采集器下传感器的数据状态[21]，判断和显示各传感器的实时情况。该接口适配器可便携的安置在农间作业机器上，，整个监控系统(见图2.3)实时接收对包括播种机、耕地机、收获机等多处的数据信息，分别采用 RS-232，RS-485，IIC，TCP/IP，CAN 总线网络对数据进行采集，通过 RS-485 接口与监控机通信。因此，本设计中多种数据与 RS-485 的智能型传感器接口转换器成为信息传输的媒介。
【学位授予单位】：黑龙江八一农垦大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：S220.2

【参考文献】