本文是一篇农业技术论文，本文以拖拉机 CAN 总线数据为研究依据，设计研究拖拉机作业报告单生成技术，开发拖拉机作业报告单生成软件，生成拖拉机作业报告单，分析拖拉机作业情况，为农机运用管理提供可靠依据。
1 绪论
1.1 研究背景
农业机械化作为农业现代化的重要组成，标志着农业现代化的发展程度，是改善农民生活生产环境，提高农民生活质量，提高农机化程度是目前我国农业发展的重要途径。机械自动化技术不断推动着我国现代化大农业的发展，提升农业机械化、自动化水平。在我国农业机械的发展过程中，农业机械自动化领域不断扩展，农机市场不断发展，农机厂家的生产力也在不断提高，农机化水平呈现良好的发展趋势。但同发达国家相比较，受到众多因素影响，我国的农机自动化水平仍然需要不断加强，农机自动化发展存在一定问题。
（1）目前我国的农业机械制造水平同发达国家相比仍处于较低状态，很大部分的农业机械在仿造发达国家的农业机械。我国的农业机械自动化设备只是对农业机械做了部分改进，无法完全适应农业生产，这在一定程度上限制了产品的应用与推广。未来关于农业机械自动化设备的开发应符合农业生产需要，适应我国农业机械大发展方向。
（2）我国农业自动化发展水平较低，在农业生产发展方面没有能够有效利用现代科学技术。如全球定位系统、检测监控系统等配备的软件技术发展水平不足，无法适应我国现代化大农业的发展需要[3]。我国相关农业部门对现代化大农业的研究管理强度不够，农业发展不够成熟稳定。
20 世纪以来，我国农业机械装备技术的发明与创新，推动了现代农业快速发展，农机化发展也十分迅速，作为农业大省的黑龙江省，也是全国农业综合机械化水平的最高省份，也在农业机械化的道路上不断前进，保障我省农业不断发展，促进农民增产增收。
.......................
1.2 研究目的和意义
1.2.1 研究目的
近年来，黑龙江省组建了大量的农业机械合作社，2016 年底，黑龙江省的农民合作社达 9.1 万个，含有农机专业合作社两千多个，全省拖拉机数量达 221.3 万台，其中含有大量国外进口大马力拖拉机，其他农业机械包括耕整地机械、旋耕机、播种机、水稻插秧机、联合收获机、机动脱粒机等，达到 227.2 万台。国外进口的大型农业机械生产厂家如JohnDeere、Case 等生产的农业机械设备多数配备 CAN 总线网络，能够对机械工作过程中的各个节点采集通信。为了能够更加合理的使用大量的国外进口的农业机械，结合农机CAN 总线网络，对农业机械的动力性、经济性以及整体作业性能进行研究，就需要对其基于 CAN 总线跟踪采集后的作业数据进行分析，因此就需要一种能够解析储存，生成拖拉机作业报告的软件。
随着我国科学技术领域的不断发展和进步，我国农机发展上，GPS 导航、远程控制等应用也在不断更新，电子技术设备在农机上应用越来越广泛。在国外，农业机械已经开始运用电子传感技术、计算机信息处理技术和液晶数字虚拟显示技术进行研究开发。CAN总线技术在农机上的应用也日趋成熟。但在国内，CAN 总线技术在农机上的应用和研究仍在初级阶段。
CAN 是一种串行多主总线通讯协议。它具有高传输速率、高抗电磁干扰性，并且能够检测出发生的绝大部分错误。CAN 数据采集记录仪的采集记录功能，使多功能数据记录仪扩展性得到增强。在工作时，一旦发生故障，检测迅速，及时反馈，方便检修。
...................
2 CAN 数据采集记录解析
2.1 农机 CAN 总线
CAN( Controller Area Network)总线，即控制器局域网，是一种有效支持分布式控制或定时控制的串行通讯网络，现阶段国际上应用最广的现场总线之一。它的工作方式采用半双工方式，数据在网络中传输十分可靠。在实际工作中，节点数目会受到网络硬件的电气特性限制，CAN 传输速率高、硬件具有错误鉴定的特性，令实时控制容易实现并增强了CAN 总线的抗电磁干扰能力。CAN 总线具有以下特点及优点：
（1）具有多主控制的特点，在总线空闲时，所有单元都可以发送消息。
（2）在 CAN 协议中，所有消息的发送格式都是固定的。优先级高的可以持续发送消息，优先级低的则终止发送消息改为接收消息。
（3）系统具有柔软性，在连接总线的其他单元及应用层不改变的情况下就可以在总线上增加单元。
（4）通信速度可以根据网络规模设定，同一网络中通讯速度必须统一。
（5）通过发送“请求帧”实现远程数据请求其他单元发送数据。
（6）具有错误检测功能、错误通知功能和错误恢复功能。
（7）具有自行判断错误功能，可以将总线上发生的持续错误的故障单元从总线上隔离出去。
（8）CAN 总线是可以同时连接多个单元的总线。
农机 CAN 总线是指将 CAN 总线应用到农业机械之中，在农业机械化技术不断发展的现在，拖拉机等农业机械正向网络化、智能化发展，在黑龙江垦区使用的很多国外进口的大马力拖拉机已经配备了 CAN 总线，随着农业机械中大量电子控制单元的不断引入，农机 CAN 总线的应用，可以实现大批数据在不同电子单元的共享，提高信号利用率，减少线束降低成本的作用，对于农机 CAN 总线的研究也在不断发展中。
....................
2.2 农机 CAN 总线的通讯协议
随着我国电子信息技术的发展，在我国农业机械领域，电子技术设备的应用也越来越多，以 CAN 总线技术为基础的数据传输与电控已经开始应用在拖拉机等农机具中。关于CAN 总线的应用协议有许多种。到现在为止，国际上已经制定出 DIN9684、SAE J1939、ISO11783、CANopen 以及 Device Net 等基于 CAN 总线标准协议的应用自协议。在农业机械上，为了实现不同电控单元之间的通讯以及信息共享，国际标准化组织制定了ISO11783 标准，它是基于 CAN 的高层协议。
ISO11783 标准是基于 CAN2.0B 的农林车辆及农机具的网络通信标准。目前黑龙江垦区所使用的国外进口大马力拖拉机，如 John Deere（约翰迪尔）、CASE（凯斯）、CLAAS（克拉斯）等都已经配备了基于 ISO 11783 标准的 CAN 总线技术，为了方便作业人员对拖拉机作业状态的实时监控。
CAN2.0B 的信息帧格式分为标准帧和扩展帧，而在 ISO11783 标准中，只按扩展帧形式规定标准化信息帧。ISO11783 协议以 CAN2.0B 扩展帧中 29 位 ID 为基础，对 11 位 ID标准帧的使用进一步定义并包括扩展帧，保证两者共存且不冲突，CAN 帧与 ISO11783 帧对应关系如下表：
..................
3 拖拉机机组作业参数计算方法..............18
3.1 作业面积的计算...............18
3.1.1 高斯投影坐标转换............18
3.1.2 作业面积计算..........20
4 拖拉机作业报告单生成软件的设计.........24
4.1 软件总体设计方案..............24
4.1.1 软件设计总体目标...........24
4.1.2 软件设计原则.............24
5 拖拉机田间作业试验.........42
5.1 田间作业试验.......42
5.1.1 试验时间地点............42
5.1.2 试验设备...........42
5 拖拉机田间作业试验
5.1 田间作业试验
为了验证拖拉机作业报告单生成软件生成拖拉机作业数据的准确性，以及软件稳定性，设计拖拉机田间作业试验，以拖拉机作业 CAN 数据以及 ISO11783 协议为依据，通过拖拉机作业报告单生成软件生成拖拉机作业报告单，结合拖拉机实际作业情况，确定拖拉机作业报告单生成软件的功能性及实用性，达到软件设计要求。
5.1.1 试验时间地点
试验时间为 2015 年 10 月 2 日，试验地点为黑龙江省九三管理局荣军农场，十五连队九号地，地块面积 30hm2。
.................
6 结论与展望
6.1 结论
拖拉机作业报告单生成系统是符合当前黑龙江垦区大马力拖拉机研究发展需求的，尤其是基于国外对 CAN 数据的日益重视和针对 CAN 数据应用研究的不断增加。一个完善的拖拉机作业报告单生成系统，不但能够准确的获得拖拉机作业数据，还可以为农机运用管理的发展提供良好的数据基础。
本系统根据国内外农机 CAN 总线技术的发展状况，结合拖拉机发展需求，采集解析拖拉机作业 CAN 数据，设计拖拉机作业报告单生成系统，并运用该系统，进行田间试验，生成拖拉机作业报告单，完成拖拉机作业数据分析，实现系统功能，达到研究目的，通过研究，主要获得以下结论：
（1）通过对 CAN 总线技术的分析，结合 ISO11783 通讯协议标准，运用农机 CAN 数据解析记录仪，得到采集解析的拖拉机作业 CAN 数据，并将作业时间、作业地点、作业轨迹、耗油量、发动机转速、发动机扭矩等作业信息以文本文档和 Excel 文档形式展现出来。
（2）选用合理的数据计算方法，将解析出来的拖拉机作业数据进行整理汇总，为后续的软件设计提供计算基础。
（3）通过 VB 编程语言，结合研究目的，设计拖拉机作业报告单生成系统，生成包含作业日期、作业机具、作业地点等作
