基于CAN總線的平地機自動找平系統設計
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平地機是一種平整場地、路面的機械，作業時其鏟刀相對于地面的位置決定工作質量，即路面的平整度。鏟刀安裝在一個可水平回轉、垂直擺動和橫向伸縮的機架上，通過控制液壓油缸的動作，控制鏟刀升降、回轉、傾斜、引出，以及鏟土角度變換。由于操作復雜，要求操作員具有嫻熟的操作技術，根據平地機行駛狀況不斷調整鏟刀，使路面平整。因此該作業過程對操作員技術要求特別高，而且勞動強度較大。為了提高作業效率和和施工精度，這里提出一種基于CAN總線的平地機自動找平系統設計。
2 自動找平系統總體設計
2．1 CAN總線簡介
CAN(Controller Area Network)總線即控制器局域網，是應用最廣泛的現場總線之一，主要用于監控各種過程設備。CAN總線作為一種多主方式的串行通訊總線，其基本設計規范要求高位速率和高抗電磁干擾性，而且能夠監測產生的任何錯誤，具有成本低、總線利用率高、數據傳輸距離遠(長達10 km)、數據傳輸速率高(高達1 Mb／s)、可靠的錯誤處理和檢錯機制以及發送的信息遭到破壞后可自動重發等特性；CAN總線作為一種技術先進、可靠性高、功能完善與成本合理的遠程網絡通訊控制方式，已廣泛應用于各個自動化控制系統。因此，CAN總線具有不可比擬的優越性。
2．2 系統總體結構
自動找平系統可使平地機按照操作員預先設定的縱坡和橫坡值進行自動控制，從而使平地機自動操作，保證平地機按照設定值精確平整路面。該控制系統包括橫坡、縱坡傳感器、比例閥組、操作界面以及控制器，如圖1所示。
其中橫坡、縱坡傳感器測量鏟刀的位置參數信息、比例閥組控制鏟刀油缸、操作界面用于設定系統參數、施丁參數及顯示鏟刀實時位置參數信息，而控制器則用于接收傳感器采集的實時信息。
傳感器及操作界面通過CAN總線與控制器相連，控制器的信號輸出端與比例閥組的信號輸入端相連，比例閥組與平地機的液壓系統相連。
2．3 系統工作腺理
采用縱坡傳感器和橫坡傳感器分別測量鏟刀的縱坡、橫坡值，將測量到的實時信息通過CAN總線傳送至控制器。控制器將其與保存在系統中的設定值相比較，再將相應的PWM信號輸出到比例閥組。比例閥組控制鏟刀油缸進行相應升降，從而保證系統按照設定的橫坡值及縱坡值精確施工。
3 系統硬件設計
3．1 系統組成原理及接口電路
基于CAN總線的單片機平地機自動找平系統的組成原理如圖2所示，其中硬件設計的關鍵是單片機與總線之間的接口設計，具體接口電路設計如圖3所示。
數據采集點中的單片機通過輸入模塊采集模擬量和開關量，并對其處理，傳輸至CAN控制器的發送緩沖區，然后啟動CAN控制器發送命令，此時CAN控制器將自動向總線發送數據，無需單片機干預。若系統中有多個CAN控制器同時向總線發送數據，則CAN控制器通過信息幀中的標識符進行仲裁，標識符數值最小的CAN控制器優先使用總線。當控制器執行節點中的CAN控制器監測到總線上有數據時，其自動接收總線上的數據，并將該數據存入接收緩沖區，并向單片機發送接收中斷，啟動單片機中斷接收程序，從CAN控制器的接收緩沖區讀取數據，并對其處理后通過輸出模塊輸出，從而控制被控對象。
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