專利名稱：基于can總線技術(shù)的拖拉機(jī)智能組合儀表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于拖拉機(jī)電子控制領(lǐng)域，涉及一種基于CAN總線技術(shù)的拖拉機(jī)智能組合儀表。
(二)
背景技術(shù)：
隨著計算機(jī)技術(shù)及電子技術(shù)的快速發(fā)展，電子控制技術(shù)在拖拉機(jī)上得到了普遍應(yīng)用，大 功率拖拉機(jī)的自動化程度越來越高，電控發(fā)動機(jī)、電控變速箱、電控懸掛、應(yīng)急操作系統(tǒng)、 CAN總線通訊系統(tǒng)成為現(xiàn)代拖拉機(jī)的主流配置。為使操縱復(fù)雜的拖拉機(jī)易于操作及監(jiān)控，應(yīng) 為拖拉機(jī)配置全面的性能監(jiān)視系統(tǒng)?；贑AN總線技術(shù)的拖拉機(jī)智能組合儀表是在拖拉機(jī)電 控系統(tǒng)全面發(fā)展的基礎(chǔ)上進(jìn)行研發(fā)的，以CAN總線通訊方式代替以往拖拉機(jī)采用的大量導(dǎo)線 的信號傳輸方式，使現(xiàn)代拖拉機(jī)復(fù)雜系統(tǒng)的通訊得以簡單化。尤其同電控發(fā)動機(jī)、電控變速 箱、電控懸掛等電控單元的通訊，提高了拖拉機(jī)的可操縱性及可靠性。同時，由于采用CAN 總線技術(shù)，使拖拉機(jī)大量的性能參數(shù)、使用信息及車輛狀況信息能夠在儀表上顯示，這是傳 統(tǒng)拖拉機(jī)儀表所不能替代的。

實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種適用于現(xiàn)代大功率拖拉機(jī)的高可靠性、高精度、功能全 面、實現(xiàn)CAN總線通訊、安裝簡便的拖拉機(jī)智能組合儀表。
智能組合儀表以CAN總線為主通訊方式，CAN總線通訊電路通過車輛總線與拖拉機(jī)的 電控發(fā)動機(jī)控制單元ECU、電控變速箱控制單元TCU、整車控制單元VCU及電控懸掛系統(tǒng) 控制單元HCU進(jìn)行通訊，獲得拖拉機(jī)所要求顯示的參數(shù)。
本實用新型采用以下技術(shù)方案基于CAN總線技術(shù)的拖拉機(jī)智能組合儀表，包括主控制 器，同所述主控制器進(jìn)行信號連接的電源電路、信號采集電路、CAN總線電路、LIN總線電 路、背光信號電路、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路、字段液晶模塊、點(diǎn)陣液晶模塊、LED指示燈驅(qū)動電 路、LED背光照明驅(qū)動電路。
其中，同所述主控制器進(jìn)行信號連接的電源電路與點(diǎn)火開關(guān)電源及蓄電池電源連接。 所述的主控制器采用16位S12X單片機(jī)，帶有4路CAN接口與CAN總線電路連接；用一個串行異步通訊接口 SCI，與LIN收發(fā)器形成LIN總線通訊電路；通過14路I/O 口控制 點(diǎn)陣液晶模塊，4路1/0 口控制字段液晶模塊；6路1/0 口控制步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動電路；5路1/0 口控制LED背光照明的驅(qū)動電路；2路I/O 口控制電源電路。
所述的背光信號電路，驅(qū)動儀表背光的開啟，當(dāng)采集到示寬燈開啟信號時，主控制器處 理采集信號驅(qū)動LED背光照明電路開啟。
所述的背光信號電路，驅(qū)動儀表背光的開啟，可通過儀表的光敏元件，自動感應(yīng)光線的 強(qiáng)度，通過單片機(jī)處理來驅(qū)動LED背光照明電路開啟。
所述的電源電路，由點(diǎn)火開關(guān)電源及蓄電池電源供電，點(diǎn)火開關(guān)電源接通后到內(nèi)部的安 全電路接通期間，通過點(diǎn)火開關(guān)電源向組合儀表供電。點(diǎn)火開關(guān)斷開會切斷電源，組合儀表 開始進(jìn)行掉電處理，此時仍然通過蓄電池電源向組合儀表供電，直到內(nèi)部MCU控制關(guān)閉組 合儀表。
本實用新型可以產(chǎn)生如下有益效果
1、 采用CAN總線通訊方式進(jìn)行信號傳輸，信號傳輸僅僅使用兩根線束，拖拉機(jī)大量的 性能參數(shù)、使用信息及車輛狀況信息能夠集中在儀表上顯示，這是傳統(tǒng)拖拉機(jī)儀表所不能替 代的。大大簡化了系統(tǒng)構(gòu)成，增加系統(tǒng)顯示的信息量。
2、 與傳統(tǒng)的拖拉機(jī)儀表相比，采用CAN總線通訊方式，具有參數(shù)顯示精度高、實時性 好等特點(diǎn)，且系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高。
3、 采用LCD液晶屏集中顯示方式及步進(jìn)電機(jī)指針式指示儀表，能充分滿足駕駛員對拖 拉機(jī)性能參數(shù)、狀態(tài)信息等信息快速、直觀的讀取要求，顯示方式新穎直觀；采用液晶顯示
大大降低了耗電量。


圖1為本實用新型基于CAN總線技術(shù)的拖拉機(jī)智能組合儀表的原理框圖。
圖2為本實用新型基于CAN總線技術(shù)的拖拉機(jī)智能組合儀表的儀表盤布局示意圖。
圖3為本實用新型基于CAN總線技術(shù)的拖拉機(jī)智能組合儀表的電源電路示意圖。
具體實施方式
以下通過實施例，并結(jié)合附圖，對本實用新型作進(jìn)一步的說明。
圖1為本實用新型的原理框圖，基于CAN總線技術(shù)的拖拉機(jī)智能組合儀表，包括主控制器8;同所述主控制器進(jìn)行信號連接電源電路7、點(diǎn)火開關(guān)點(diǎn)源5、蓄電池電源6、信號采集 電路l、 CAN總線電路2、 LIN總線電路3、背光信號電路4、歩進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路9、字段液 晶模塊IO、點(diǎn)陣液晶模塊ll、 LED指示燈驅(qū)動電路12、 LED背光照明驅(qū)動電路13。
主控制器8采用16位S12X單片機(jī)，帶有4路CAN接口，現(xiàn)使用2路；用一個串行異步 通訊接口 SCI，與LIN收發(fā)器形成LIN總線通訊電路；通過14路I/O 口控制點(diǎn)陣液晶模塊， 4路I/O 口控制字段液晶模塊；6路I/O 口控制步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動；5路I/O 口控制LED背光照 明的驅(qū)動；2路1/0 口控制電源電路。
信號采集電路1，包括模擬信號采集電路、數(shù)字信號采集電路、開關(guān)信號采集電路； 是CAN總線以外的模擬信號、數(shù)字信號及開關(guān)信號的采集通道。
CAN總線電2，符合SAEJ1939協(xié)議，CAN總線通訊電路通過車輛總線與拖拉機(jī)的電控 發(fā)動機(jī)的控制單元ECU、電控變速箱控制單元TCU、整車控制器控制單元VCU及電控懸掛 系統(tǒng)控制單元HCU進(jìn)行通訊連接；從各控制單元取得需顯示的信息量，通過單片機(jī)處理，分 別驅(qū)動不同的部件進(jìn)行數(shù)據(jù)與狀態(tài)顯示，并對電控變速箱控制單元TCU、整車控制器控制單 元VCU發(fā)出相應(yīng)的控制信號。
電源電路3，采用雙電源供電，通過主控制器8的2個I/0口進(jìn)行判斷和控制電源電路， 點(diǎn)火開關(guān)接通后到內(nèi)部的安全電路接通期間，通過點(diǎn)火開關(guān)電源5向組合儀表供電。點(diǎn)火開 關(guān)斷開會切斷電源5，組合儀表開始進(jìn)行掉電處理，此時仍然通過蓄電池電源6向組合儀表 供電，直到內(nèi)部MCU控制關(guān)閉組合儀表；組合儀表內(nèi)部集成了一個功率開關(guān)，該開關(guān)作為 安全電路在發(fā)生故障的情況下切斷蓄電池電源6的供電，在組合儀表徹底關(guān)閉之前，故障碼 和服務(wù)信息被存入內(nèi)部EEPROM。
背光信號電路4能采集到兩種背光開啟信號， 一種是當(dāng)拖拉機(jī)示寬燈開啟時，主控制器 處理采集信號驅(qū)動LED背光照明開啟； 一種是通過儀表的光敏元件，自動感應(yīng)光線的強(qiáng)度， 通過主控制器處理來驅(qū)動LED背光照明開啟。兩種儀表背光開啟信號是或的關(guān)系。
步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路9，用通過主控制器處理的CAN總線數(shù)據(jù)及傳感器信號，驅(qū)動歩進(jìn)電 機(jī)電路進(jìn)行指針式儀表數(shù)據(jù)顯示。
字段液晶模塊10，包括兩個字段液晶模塊。 一個模塊顯示電氣系統(tǒng)電壓、發(fā)動機(jī)工作時 間。另一個模塊顯示發(fā)動機(jī)潤滑油壓力、后動力輸出轉(zhuǎn)速、后懸掛提升角度。
點(diǎn)陣液晶模塊ll，作為性能監(jiān)視器，顯示拖拉機(jī)車速、行駛里程、拖拉機(jī)工作時間、驅(qū)動輪打滑率、拖拉機(jī)作業(yè)面積、故障代碼。顯示功能通過按鍵進(jìn)行切換，當(dāng)有故障發(fā)生時， 顯示區(qū)域中會自動顯示故障代碼及相應(yīng)的文字解釋。性能監(jiān)視器顯示的參數(shù)均通過CAN總線 從各電控單元ECU、 TCU、 VCU及HCU獲得。
LED指示燈驅(qū)動電路12，采用低功耗、高量度的LED，如圖2所示，可達(dá)到30個指示 燈顯示。通過CAN總線和信號采集電路采集所需信號，如空濾報警、工作燈指示、發(fā)動機(jī)機(jī) 油壓力報警等。
圖2為本實用新型的儀表盤布局示意圖，分為指示燈區(qū)14、燃油油量表15、數(shù)字儀表 16、電壓及發(fā)動機(jī)工作計時表18、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速表17、性能監(jiān)視器19、水溫表20。
圖3為本實用新型的電源電路示意圖，系統(tǒng)采用雙電源供電，當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)接通，點(diǎn)火開 關(guān)電源乂8+—5通過二極管D106，電阻R104、 R105控制三極管Q103基極，使Q103導(dǎo)通，Q103 的集電極控制M0S管Q102的門極，使Q102導(dǎo)通，蓄電池電源VB+—6通過FlOl、 DlOl、 Q102 對組合儀表供電；由電阻R107、 R108、 R109， 二極管D108構(gòu)成點(diǎn)火開關(guān)狀態(tài)判斷電路，連 接到主控制器的I/O 口 Powerl5;當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)關(guān)斷時，點(diǎn)火開關(guān)電源VB+—5斷電，主控制器 的I/0口PAO，通過電阻R106， 二極管D107連接到三極管Q103的基極，保持Q103導(dǎo)通，從 而保持M0S管Q102導(dǎo)通，維持了蓄電池電源VB+一6對組合儀表的供電。主控制器通過點(diǎn)火開 關(guān)狀態(tài)判斷電路獲取點(diǎn)火開關(guān)關(guān)斷的狀態(tài)信號，激活關(guān)機(jī)程序，故障碼和服務(wù)信息被存入內(nèi) 部EEPROM，之后主控制器的I/O 口 PAO通過電阻R106， 二極管D107控制Q103關(guān)斷，從而 控制M0S管Q102關(guān)斷，斷開了蓄電池電源VB+—6的供電，組合儀表完全停止工作。
權(quán)利要求1、一種基于CAN總線技術(shù)的拖拉機(jī)智能組合儀表，包括主控制器(8)，其特征在于同所述主控制器(8)進(jìn)行信號連接的電源電路(7)、信號采集電路(1)、CAN總線電路(2)、LIN總線電路(3)、背光信號電路(4)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路(9)、字段液晶模塊(10)、點(diǎn)陣液晶模塊(11)、LED指示燈驅(qū)動電路(12)、LED背光照明驅(qū)動電路(13)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CAN總線技術(shù)的拖拉機(jī)智能組合儀表，其特征在于同 所述主控制器(8)進(jìn)行信號連接的電源電路(7)與點(diǎn)火開關(guān)電源(5)及蓄電池電源(6) 連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CAN總線技術(shù)的拖拉機(jī)智能組合儀表，其特征在于主 控制器(8)采用16位S12X單片機(jī)，帶有4路CAN接口與CAN總線電路(2)連接；用一 個串行異步通訊接口 SCI，與LIN收發(fā)器形成LIN總線通訊電路(3);通過14路I/O 口控 制點(diǎn)陣液晶模塊(11)， 4路1/0 口控制字段液晶模塊(10); 6路1/0 口控制步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動 電路(9); 5路1/0 口控制LED背光照明的驅(qū)動電路(13); 2路I/0口控制電源電路(7)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CAN總線技術(shù)的拖拉機(jī)智能組合儀表，其特征在于背 光信號電路(4)，驅(qū)動儀表背光的開啟，當(dāng)采集到示寬燈開啟信號時，主控制器處理采集信 號驅(qū)動LED背光照明電路(13)開啟。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CAN總線技術(shù)的拖拉機(jī)智能組合儀表，其特征在于背 光信號電路(4)，驅(qū)動儀表背光的開啟，可通過儀表的光敏元件，自動感應(yīng)光線的強(qiáng)度，通 過單片機(jī)處理來驅(qū)動LED背光照明電路(13)開啟。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CAN總線技術(shù)的拖拉機(jī)智能組合儀表，其特征在于所 述的電源電路(7)，由點(diǎn)火開關(guān)電源(5)及蓄電池電源(6)供電，點(diǎn)火開關(guān)電源(5)接通 后到內(nèi)部的安全電路接通期間，通過點(diǎn)火開關(guān)電源(5)向組合儀表供電，點(diǎn)火開關(guān)(5)斷 開會切斷電源，組合儀表開始進(jìn)行掉電處理，此時仍然通過蓄電池電源(6)向組合儀表供電， 直到內(nèi)部MCU控制關(guān)閉組合儀表。
專利摘要基于CAN總線技術(shù)的拖拉機(jī)智能組合儀表，包括主控制器、電源電路、信號采集電路、總線電路、背光信號及照明電路、步進(jìn)電機(jī)及液晶驅(qū)動電路等。主控制器采用16位單片機(jī)，帶有4路CAN接口；用一個串行異步通訊接口與LIN收發(fā)器形成LIN總線電路；通過I/O口控制液晶模塊及步進(jìn)電機(jī)。背光信號電路，通過采集示寬燈信號或通過儀表的光敏元件，控制背光照明電路開啟。電源電路，由點(diǎn)火開關(guān)及蓄電池電源供電。采用CAN總線通訊方式進(jìn)行信號傳輸，拖拉機(jī)的性能參數(shù)及使用信息集中在儀表上顯示，簡化了系統(tǒng)構(gòu)成。與傳統(tǒng)的拖拉機(jī)儀表相比，具有顯示精度高、實時性好等特點(diǎn)。
文檔編號B60K35/00GK201427527SQ20092009138
公開日2010年3月24日 申請日期2009年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月9日
發(fā)明者劉冀青, 吳利謙, 唐衛(wèi)平, 斌 姜, 峰 王, 王貢獻(xiàn), 松 陳, 明 陶 申請人:洛陽拖拉機(jī)研究所有限公司