模块化总线化智能采棉机自动对行系统技术方案

本发明专利技术涉及一种模块化总线化智能采棉机自动对行系统。本系统包括：模拟信号输入采集，串口数据通信，CAN通信模块，步进电机控制模块。其中模拟信号输入是采集采棉机外部模拟信号，由单片机进行处理，再发给上位机；串口数据通信是用来下载程序以及调试程序的；CAN通信模块是用来传输数据，可以向上位机传输采集的信号，或者接受上位机发出的控制信号；步进电机控制模块是通过芯片的PCA模块来输出PWM波来控制电机的转速，角度，再用一个端口来控制电机的方向。本发明专利技术利用CAN总线来控制实时性和可靠性比较强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种车载自动对行系统，具体是基于CAN总线通信的模块化总线胡智能采棉机自动对行系统，属于机电设备

技术介绍
CAN总线协议已经成为汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线，广泛应用于汽车领域。CAN总线具有效率高 ，价位低，可靠性高等独特优势而获得越来越广泛的应用。采棉机本身就是一个属于汽车领域，CAN总线是一个成熟的现场局域网控制总线，因此采用CAN来通信是一个很好选择。PWM波是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。对于步进电机，通过调制PWM脉冲频率和数量来控制步进电机，是比较合理，方便的选择。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对于现有技术的不足，提供一种模块化总线化智能采棉机自动对行系统，使其提供一种车载的可以通过传感器信号自动进行车辆对行矫正位置，而且可以与PC机进行CAN通信的装置，减小了采棉机操作人员的工作负担。本专利技术通过以下技术方案进行实现，一种模块化总线化智能采棉机自动对行系统包括一个中央处理器，其特征在于所述中央处理器经一个电平转换器连接一个RS232借口、经一个步进电机驱动器连接一个步进电机、经一个CAN收发器连接一个CAN接口、并接入传感器信号和模拟信号。首先中央处理器经过CAN收发器与CAN接口接收PC机的控制命令，中央处理器进入自动对行模式，接收外部传感器信号，对应其信号来相应地输出控制信号，经过电机驱动器来控制步进电机的转动。 上述的模块化总线化的智能采棉机自动对行系统中，模拟信号输入是将外部输入电压信号先进行分压，然后将分压以后的信号输入给中央处理器，利用中央处理器自身的AD模块把信号转换成数字量。上述的模块化总线化的智能采棉机自动对行系统中，串口数据通信采用CAN2. OB协议，将电平转换器连接PC机和中央处理器，电平转换器为MAX232，利用串口通信，可以将PC机上编译好的程序输入到中央处理器，也可以使用串口对程序进行调试。上述的模块化总线化的智能采棉机自动对行系统中，所述中央处理器自身带有CAN控制模块，但是外部还需接CAN收发器，与外部CAN进行通信，与PC机进行数据通信，主要是将中央处理器的采集信息发给PC机，再接收PC机的控制信息。上述的模块化总线化的智能采棉机自动对行系统中，步进电机的控制是使用中央处理器的PCA模块来调制PWM波，通过改变PWM波的占空比和数量来调节步进电机的转速和角度；使用中央处理器外部中断采集传感器信号，基于这个信号，再使用中央处理器的其中一个输出端口输出高低电平来控制步进电机的方向。上述的模块化总线化的智能采棉机自动对行系统中，在采棉机的两端设置传感器采集对行的传感器信号。本专利技术与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著技术进I K少: 1、首次将数字化的控制模块运用在采棉机领 域，填补了采棉机数字领域的空白； 2、由于司机长时间驾驶采棉机对棉花进行对行会产生疲劳感，使用自动对行系统，能降低司机的驾驶难度。附图说明图I是本专利技术的整体框架图 图2是本专利技术实施的电气连接图 图3是五行采棉机的侧面示意图 图4是五行米棉机的后方不意图 图5是五行采棉机的前面五行采棉头。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的优选实施案例作详细说明 实施例一 参见图1，本模块化总线化智能采棉机自动对行系统，包括一个中央处理器(1)，其特征在于所述中央处理器(I)经一个电平转换器(2)连接一个RS232借口(3)、经一个步进电机驱动器(4 )连接一个步进电机(5 )、经一个CAN收发器(7 )连接一个CAN接口( 6 )、并接入传感器信号(8)和模拟信号(9);首先中央处理器经过CAN收发器(I)与CAN接口(6)接收PC机的控制命令，中央处理器进入自动对行模式，接收外部传感器信号(8)，对应其信号来相应地输出控制信号，经过电机驱动器(4)来控制步进电机(5)的转动。实施例二 本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下所述模拟信号(9)输入是将外部输入电压信号先进行分压，然后将分压以后的信号输入给中央处理器(1)，利用中央处理器(I)自身的AD模块把信号转换成数字量。串口数据通信采用CAN2. OB协议，将电平转换器(2)连接PC机和中央处理器(1)，电平转换器为MAX232，利用串口通信，可以将PC机上编译好的程序输入到中央处理器(I )，也可以使用串口对程序进行调试。所述中央处理器(I)自身带有CAN控制模块，但是外部还需接CAN收发器(7)，与外部CAN进行通信，与PC机进行数据通信，主要是将中央处理器(I)的采集信息发给PC机，再接收PC机的控制信息。步进电机的控制是使用中央处理器(I)的PCA模块来调制PWM波，通过改变PWM波的占空比和数量来调节步进电机的转速和角度；使用中央处理器(I)外部中断采集传感器信号(8)，基于这个信号，再使用中央处理器(I)的其中一个输出端口输出高低电平来控制步进电机(5)的方向。在采棉机的两端设置传感器采集对行的传感器信号(8)。如图I所示，本模块化总线化智能采棉机自动对行系统包括中央处理器(1)，电平转换(2)，RS232接口(3)，步进电机驱动器(4)，步进电机(5)，CAN接口(6)，CAN收发器(7)，传感器信号(8)输入，模拟信号(9)输入。模拟信号(9)输入的是电压信号，在经过中央处理器(I)之前先进行分压滤波，进入中央处理器(I)以后，利用里面AD模块自动将信号转换为数字量；传感器信号(8)输入是外部两个接触传感器，是用来对采棉机对行的，安装在采棉机左右两端，当左边传感器接触，中央处理器(I)就会发出信号，通过步进电机使其向右转一定角度然后停下来，当右边传感器接触后，效果反之；RS23模块主要用来PC机向中央处理器(I)下载编译好的程序，也可以进行软件的调试，它是通过MAX232电平转换芯片来连接PC机和中央处理器⑴的；CAN通信模块是用来与PC机(工业电脑)进行通信的，中央处理器⑴可以通过CAN向PC机发送数字信号，比如采集到的模拟信号，实时监控信号，拨码开关信号，也可以接受PC机发送的信号，控制步进电机(5)的操作；步进电机 (5)是通过中央处理器(I)发送PWM波和开关量来控制的，中央处理器(I)可以调制PWM的发出数量和发出频率给步进电机驱动器(4 )，改变步进电机(5 )的转动角度和速度。本实施例上述各个部件都可以采用现有产品实现，具体采用器件型号如下 中央处理器(I)采用爱特梅尔半导体公司生产的带CAN控制器的51单片机芯片来实现； CAN收发器(7)是采用美国微芯科技公司生产的MCP2551芯片来实现； 串口电平转换芯片(2)是采用美国美信公司生产的MAX232芯片来实现； 步进电机驱动器(4)是采用中国研控公司生产的YKA3606A，步进电机也是该公司生产的86mm步进电机。如图2所示，本专利技术的实施例组建连接方式， [I]、AT89C51CC01的PO八个端口与I, 2，3，4，5，6，7，8外部拨码开关相连，通过拨码的开关对中央处理器(I)输入高低电平，中央处理器(I)获得PO端口的数值确定该中央处理器(I)CAN的ID号，使其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模块化总线化智能采棉机自动对行系统，包括一个中央处理器（1），其特征在于：所述中央处理器（1）经一个电平转换器（2）连接一个RS232借口（3）、经一个步进电机驱动器（4）连接一个步进电机（5）、经一个CAN收发器（7）连接一个CAN接口（6）、并接入传感器信号（8）和模拟信号（9）；首先中央处理器经过CAN收发器（1）与CAN接口（6）接收PC机的控制命令，中央处理器进入自动对行模式，接收外部传感器信号（8），对应其信号来相应地输出控制信号，经过电机驱动器（4）来控制步进电机（5）的转动。

【技术特征摘要】
1.一种模块化总线化智能采棉机自动对行系统，包括一个中央处理器(1)，其特征在于所述中央处理器(I)经一个电平转换器(2)连接一个RS232借口(3)、经一个步进电机驱动器(4 )连接一个步进电机(5 )、经一个CAN收发器(7 )连接一个CAN接口( 6 )、并接入传感器信号(8 )和模拟信号(9 );首先中央处理器经过CAN收发器(I)与CAN接口( 6 )接收PC机的控制命令，中央处理器进入自动对行模式，接收外部传感器信号(8)，对应其信号来相应地输出控制信号，经过电机驱动器(4 )来控制步进电机(5 )的转动。2.根据权利要求I所述的模块化总线化的智能采棉机自动对行系统，其特征在于所述模拟信号(9)输入是将外部输入电压信号先进行分压，然后将分压以后的信号输入给中央处理器(I)，利用中央处理器(I)自身的AD模块把信号转换成数字量。3.根据权利要求I所述的模块化总线化的智能采棉机自动对行系统，其特征在于串口数据通信采用CAN2. OB协议，将电平转换器(2)连...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗中华，褚剑钢，李振华，赵闻，周广兴，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：