【摘要】：拖拉機(jī)導(dǎo)航控制系統(tǒng)不但可以幫助拖拉機(jī)更為精準(zhǔn)的進(jìn)行農(nóng)田作業(yè)，而且對(duì)于操作者來(lái)說(shuō)可以提高工作效率，減少繁重、重復(fù)的農(nóng)作過(guò)程，促進(jìn)精細(xì)化農(nóng)業(yè)的全面實(shí)施。本文以播種作業(yè)所使用的TN654L拖拉機(jī)為研究對(duì)象，對(duì)拖拉機(jī)導(dǎo)航控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，完成了電液提升模塊與導(dǎo)航終端模塊的設(shè)計(jì)。論文主要包括以下內(nèi)容： （1）基于國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的農(nóng)機(jī)導(dǎo)航控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀分析，對(duì)導(dǎo)航控制終端以及拖拉機(jī)提升模塊進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，采用CAN總線通信方式，構(gòu)建了導(dǎo)航終端、導(dǎo)航轉(zhuǎn)向控制器、導(dǎo)航提升機(jī)構(gòu)模塊的CAN通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 （2）拖拉機(jī)提升機(jī)構(gòu)控制模塊的硬件采用ARM7系列的LM3S5749芯片，通過(guò)IAR開(kāi)發(fā)平臺(tái)對(duì)提升控制功能進(jìn)行了軟件開(kāi)發(fā)。設(shè)計(jì)了以PWM為輸出信號(hào)，光電隔離與放大電路為擴(kuò)展電路的控制電路，并通過(guò)Multisim進(jìn)行了電路仿真，仿真結(jié)果表明控制電路輸出信號(hào)達(dá)到了繼電器控制要求。 （3）導(dǎo)航終端選擇了ARM9系列的S3C2416微處理器，對(duì)CAN總線通信的硬件部分、數(shù)據(jù)保存部分等進(jìn)行了分析與設(shè)計(jì)。通過(guò)VS2005開(kāi)發(fā)平臺(tái)進(jìn)行了導(dǎo)航終端的軟件程序開(kāi)發(fā)，在進(jìn)行了功能需求分析后，以MFC為開(kāi)發(fā)框架下首先設(shè)計(jì)了導(dǎo)航終端的主窗口與子窗口，之后對(duì)CAN總線通信功能、數(shù)據(jù)顯示功能、數(shù)據(jù)保存功能、導(dǎo)航路徑規(guī)劃功能分別進(jìn)行了功能開(kāi)發(fā)。 （4）通過(guò)USBCAN-II測(cè)試器對(duì)導(dǎo)航終端各個(gè)功能進(jìn)行了單獨(dú)測(cè)試，測(cè)試成功后對(duì)導(dǎo)航終端與轉(zhuǎn)向控制器進(jìn)行了田間聯(lián)機(jī)調(diào)試，對(duì)CAN總線通信以及數(shù)據(jù)保存功能數(shù)據(jù)進(jìn)行了數(shù)據(jù)分析，對(duì)路徑規(guī)劃功能的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換算法進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。試驗(yàn)結(jié)果表明，導(dǎo)航終端的CAN總線通信功能與數(shù)據(jù)保存功能未出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失情況，數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r(shí)顯示，路徑規(guī)劃坐標(biāo)轉(zhuǎn)換算法正確，轉(zhuǎn)換后的精度能夠滿足系統(tǒng)要求。
【學(xué)位授予單位】：石河子大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：S219
【圖文】：

的作業(yè)效率、提高農(nóng)作物產(chǎn)量等有著一定的現(xiàn)實(shí)意義。機(jī)導(dǎo)航控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)展趨現(xiàn)狀的導(dǎo)航控制技術(shù)研究起步較早，其先進(jìn)的電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)使得農(nóng)以在很多農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中得到應(yīng)用。從 20 世紀(jì) 90 年代開(kāi)始美國(guó)、細(xì)農(nóng)業(yè)理念開(kāi)始研發(fā)適用于農(nóng)機(jī)使用的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。在農(nóng)機(jī)導(dǎo)航定位系統(tǒng)與多傳感器相互融合技術(shù)和機(jī)器視覺(jué)技術(shù)應(yīng)用最為廣泛，多傳感器融合技術(shù)為核心的導(dǎo)航技術(shù)中的導(dǎo)航路徑是以地面為研究農(nóng)業(yè)中的播種、施肥過(guò)程，而機(jī)器視覺(jué)技術(shù)更加適合于收獲、莖葉噴定位系統(tǒng)與多傳感器融合技術(shù)為核心的導(dǎo)航控制技術(shù)研究較早，目出了各自特點(diǎn)的導(dǎo)航控制系統(tǒng)產(chǎn)品，如由美國(guó)約翰迪爾（John DeeoTrac 自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、由美國(guó)天寶（Trimble）公司推出的 Trimble A統(tǒng)、由日本拓普康（Topcon）公司推出的 System150 高精度自動(dòng)控公司推出的 AFS Accu Guide 導(dǎo)航控制系統(tǒng)。[5][6]

模塊可以生成收獲地塊的產(chǎn)量圖，以及經(jīng)過(guò)產(chǎn)量分析數(shù)據(jù)處理后實(shí)進(jìn)行變量施肥功能。最重要的自動(dòng)噴霧功能配備有噴桿高度傳感器以對(duì)噴桿噴藥的方式進(jìn)行選擇，這些可以幫助用戶在自動(dòng)噴藥行走，操作者無(wú)需手動(dòng)控制噴霧高度、監(jiān)視障礙物等，所以為用戶在夜了有利保障[7]。寶公司推出的自主導(dǎo)航系統(tǒng) Trimble Autopilot 在國(guó)內(nèi)黑龍江、新疆的推廣。其主要由 EZ-GUIDE500 導(dǎo)航光靶（如圖 1-2）、位姿傳感壓控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成。導(dǎo)航光靶提供雙頻的 GPS 接收，在光靶示燈，在夜間或能見(jiàn)度較低時(shí)可以更好的給出操作信息反饋。在導(dǎo)包括直線，曲線，環(huán)線等多種導(dǎo)航方式。具有良好的人機(jī)交互頁(yè)面完成所有主要導(dǎo)航功能、GPS 狀態(tài)、設(shè)置和幫助功能的控制。用戶使用 U 盤(pán)等存儲(chǔ)設(shè)備讀取每天的作業(yè)數(shù)據(jù)，并通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析優(yōu)勢(shì)是具有 T3 補(bǔ)償技術(shù)，由于農(nóng)機(jī)車(chē)輛行駛使中會(huì)由于地勢(shì)起伏翻滾，導(dǎo)致定位不準(zhǔn)產(chǎn)生航向偏差，T3 補(bǔ)償技術(shù)可以很好彌補(bǔ)由降低問(wèn)題。在起壟、播種、噴藥、收獲等作業(yè)過(guò)程中進(jìn)行測(cè)試，銜到 2.5 公分的最大偏差[8]。

圖 1-3 拓普康導(dǎo)航控制系統(tǒng) System150Fig.1-3 Topcon Navigation control System 150發(fā)展?fàn)顩r內(nèi)導(dǎo)航控制系統(tǒng)的研究較國(guó)外相比起步較晚，目前也還沒(méi)有一套較品。近幾年隨著我國(guó)的信息化技術(shù)的發(fā)展，農(nóng)機(jī)的導(dǎo)航控制技術(shù)也重視，同時(shí)也取得了一定的科研成果。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)羅錫文院士所拖拉機(jī)和插秧機(jī)等農(nóng)機(jī)為對(duì)象進(jìn)行研究，提出了一套多傳感器的組 RTK-GPS 和 AHRS 進(jìn)行模塊化使其在降低成本的基礎(chǔ)上，更加容圖 1-4）。在 2012 年的中國(guó)國(guó)際農(nóng)業(yè)機(jī)械展覽會(huì)上，由華南農(nóng)業(yè)田雷沃重工雙方共同研制的無(wú)人駕駛拖拉機(jī)正式發(fā)布。在充分借鑒基礎(chǔ)上，針對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況與特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)出了具有 GPS 導(dǎo)航轉(zhuǎn)向、油門(mén)開(kāi)度自動(dòng)調(diào)節(jié)，導(dǎo)航控制拖拉機(jī)直線導(dǎo)航跟蹤精度小于

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王國(guó)戰(zhàn);盧超;;Multisim仿真分析方法的研究[J];長(zhǎng)春工程學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年03期

2 邵暉，舒嶸;光電隔離器6N137的特性和應(yīng)用[J];電子技術(shù);1996年02期

3 張士文;殳國(guó)華;張峰;;一種三極管共射放大電路的討論[J];電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào);2012年06期

4 孟志強(qiáng);陳燕東;;基于ARM的新型移相PWM控制方法及應(yīng)用[J];化工自動(dòng)化及儀表;2006年04期

5 王新忠;王熙;王智敏;莊衛(wèi)東;汪春;;黑龍江墾區(qū)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)三種GPS差分方式比較研究[J];黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)學(xué)報(bào);2006年01期

6 許焰;汪R

本文編號(hào)：2770252