農(nóng)業(yè)機(jī)械 駕駛系統(tǒng) 接口設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)交換規(guī)范

ICS

CCS

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CAAMMXXXX—202X/T/NJXXXX—202X

農(nóng)業(yè)機(jī)械駕駛系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)交換規(guī)范

SpecificationforInterfaceDesignandDataExchangeofAgricultural

MachineryDrivingSystem

（征求意見稿）

202X-XX-XX發(fā)布202X-XX-XX實(shí)施

中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)

發(fā)布

中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)會(huì)

T/CAAMMXXXX—202X/T/NJXXXX—202X

農(nóng)業(yè)機(jī)械駕駛系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)交換規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了農(nóng)業(yè)機(jī)械駕駛系統(tǒng)與外部進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的物理接口和數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。

本文件適用于農(nóng)業(yè)機(jī)械駕駛系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)交換規(guī)范的設(shè)計(jì)、研制、測(cè)試、生產(chǎn)和應(yīng)用。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期的對(duì)應(yīng)版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文

件。

GB/T37164—2018自走式農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航系統(tǒng)作業(yè)性能要求及評(píng)價(jià)方法

GB/T39267北斗衛(wèi)星導(dǎo)航術(shù)語(yǔ)

NY∕T3334-2018農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)導(dǎo)航輔助駕駛系統(tǒng)質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范

GB/T17424-2019差分全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（DGNSS）技術(shù)要求

GBT25392-2010農(nóng)業(yè)工程電氣和電子設(shè)備對(duì)環(huán)境條件的耐久試驗(yàn)

3術(shù)語(yǔ)和定義、縮略語(yǔ)

3.1術(shù)語(yǔ)和定義

NY∕T3334-2018界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

3.1.1

串行異步通信SerialAsynchronousCommunication

指通信雙方以一個(gè)字符（包括特定附加位）作為數(shù)據(jù)傳輸單位且發(fā)送方傳送字符的間隔時(shí)間不一定，

具有不規(guī)則數(shù)據(jù)段傳送特性的串行數(shù)據(jù)傳輸。

3.1.2

數(shù)據(jù)丟包率DataPacketLossRate

傳輸過(guò)程中丟失數(shù)據(jù)包數(shù)量占所發(fā)送數(shù)據(jù)組的比率。

3.1.3

數(shù)據(jù)容錯(cuò)率DataFaultToleranceRate

1

T/CAAMMXXXX—202X/T/NJXXXX—202X

系統(tǒng)允許出現(xiàn)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的范圍和概率。

3.1.4

數(shù)據(jù)容錯(cuò)率DataFaultToleranceRate

系統(tǒng)允許出現(xiàn)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的范圍和概率。

3.1.5

點(diǎn)云數(shù)據(jù)PointCloudData

激光雷達(dá)掃描采集到的三維坐標(biāo)系統(tǒng)中點(diǎn)數(shù)據(jù)包的集合，每一個(gè)點(diǎn)數(shù)據(jù)包為一組向量，包包含三維坐

標(biāo)和反射強(qiáng)度信息的集合。

3.2縮略語(yǔ)

下列縮略語(yǔ)適用于本文件。

RTK：實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量（Realtimekinematic）

USB：通用串行總線（UniversalSerialBus）

IMU：慣性傳感器（InertialMeasurementUnit）

VGA：視頻圖形陣列（VideoGraphicsArray）

HDMI：高清多媒體接口（HighDefinitionMultimediaInterface）

TCP：傳輸控制協(xié)議（TransmissionControlProtocol）

UDP：用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議（UserDatagramProtocol）

CAN：控制器局域網(wǎng)總線（ControllerAreaNetwork）

JSON：JS對(duì)象簡(jiǎn)譜（JavaScriptObjectNotation）

MJPG：動(dòng)態(tài)圖像專家組，一種運(yùn)動(dòng)圖像壓縮算法的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（MotionJointPhotographicExpertsGroup）

4系統(tǒng)組成

農(nóng)業(yè)機(jī)械智能駕駛系統(tǒng)接口主要分為軟件接口和硬件接口，結(jié)構(gòu)如圖1所示。軟件接口主要負(fù)責(zé)人機(jī)

交互和云平臺(tái)交互，包括對(duì)系統(tǒng)的配置，查看系統(tǒng)狀態(tài)，進(jìn)行任務(wù)下發(fā)，控制農(nóng)機(jī)運(yùn)行，進(jìn)行故障提示和

固件升級(jí)。硬件接口是外部設(shè)備與農(nóng)業(yè)機(jī)械智能駕駛系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互接口，包含了USB接口，視頻接口，

網(wǎng)絡(luò)端口，CAN總線和支持RS-232和RS-485標(biāo)準(zhǔn)的串行通訊接口。

2

軟件接口

硬件接口

系統(tǒng)配置

USB接口

系統(tǒng)狀態(tài)

視頻接口

作業(yè)任務(wù)下發(fā)

農(nóng)機(jī)智能駕駛系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)端口

農(nóng)機(jī)控制

CAN總線

故障提示

串行通訊接口

固件升級(jí)

圖1農(nóng)機(jī)智能駕駛系統(tǒng)系統(tǒng)組成圖

5軟件接口

5.1數(shù)據(jù)傳輸方式

軟件接口采用TCP網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議進(jìn)行傳輸。在本協(xié)議中，消息內(nèi)容均用JSON表示，并遵從以下格式：

{

"device_id":"設(shè)備ID",

"timestamp":時(shí)間戳,

"message_type":"消息類型",

"message_sign":"消息標(biāo)記",

"message_body":{消息體}

}

說(shuō)明：

a)設(shè)備ID(device_i)：表示消息對(duì)象的設(shè)備ID號(hào)。

b)時(shí)間戳(timestamp)：消息發(fā)送時(shí)間，精確到秒。

c)消息類型(message_type)：表示命令的具體含義。

d)消息標(biāo)記(message_sign)：消息標(biāo)識(shí)信息。

e)消息體(message_body)：其內(nèi)容根據(jù)設(shè)備類型和消息類型而定。

T/CAAMMXXXX—202X/T/NJXXXX—202X

5.2數(shù)據(jù)類型

協(xié)議消息中使用的數(shù)據(jù)類型見下表。

表1數(shù)據(jù)類型表

名稱描述

整數(shù)(int)有符號(hào)單字節(jié)整型（4個(gè)字節(jié)，32位）

整數(shù)(long)有符號(hào)單字節(jié)整型（8個(gè)字節(jié)，64位）

浮點(diǎn)型(float)4字節(jié)浮點(diǎn)型,

浮點(diǎn)型(double)8字節(jié)浮點(diǎn)型,

字符串(string)字符串?dāng)?shù)據(jù)類型，可包含單一字元或字符串的變數(shù)型態(tài)

數(shù)組(array)JSON數(shù)組結(jié)構(gòu)

5.3消息類型

通過(guò)軟件接口可以了解農(nóng)業(yè)機(jī)械智能駕駛系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和傳感器的工作狀態(tài)，同時(shí)也可以設(shè)置農(nóng)業(yè)

機(jī)械智能駕駛系統(tǒng)的工作參數(shù)。接口的消息類型如下。

a)配置農(nóng)業(yè)機(jī)械智能駕駛系統(tǒng)的工作參數(shù)和傳感器的工作參數(shù)，消息類型為“SetConfig”，消息體參數(shù)

如下表。

表2系統(tǒng)配置參數(shù)表

參數(shù)名稱描述

農(nóng)機(jī)軸距農(nóng)機(jī)底盤軸承之間的距離

農(nóng)機(jī)輪距農(nóng)機(jī)兩輪之間的距離

RTK偏移角度RTK天線方向與車體的正前方向的距離

其他字段根據(jù)業(yè)務(wù)需要確定。

b)獲取農(nóng)業(yè)機(jī)械智能駕駛系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)和傳感器的狀態(tài)參數(shù)，消息類型為“GetSta”消息體，如下

表。

表3系統(tǒng)狀態(tài)參數(shù)表

參數(shù)名稱描述

經(jīng)緯度農(nóng)機(jī)的定位信息，基于RTK傳感器的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)

車速農(nóng)機(jī)的行駛速度

RTK狀態(tài)RTK定位狀態(tài)

電量農(nóng)機(jī)的電池電量

任務(wù)狀態(tài)是否進(jìn)行自動(dòng)作業(yè)任務(wù)

方向農(nóng)機(jī)行駛是的方位角

海拔農(nóng)機(jī)的海拔高度

版本號(hào)系統(tǒng)版本信息

其他字段根據(jù)業(yè)務(wù)需要確定。

c)當(dāng)農(nóng)機(jī)發(fā)生故障的時(shí)候，提示農(nóng)機(jī)故障情況，消息類型為“Event”，消息體如下。

4

表4故障提示參數(shù)表

參數(shù)名稱描述

錯(cuò)誤碼故障所對(duì)應(yīng)的錯(cuò)誤碼

理由錯(cuò)誤發(fā)生原因

時(shí)間搓錯(cuò)誤發(fā)生時(shí)間

其他字段根據(jù)業(yè)務(wù)需要確定。

d)啟動(dòng)，暫停和取消自動(dòng)作業(yè)任務(wù)時(shí)，消息類型為“Service”，消息體如下。

表5作業(yè)任務(wù)下發(fā)參數(shù)表

參數(shù)名稱描述

任務(wù)號(hào)當(dāng)前任務(wù)對(duì)應(yīng)的任務(wù)編號(hào)

任務(wù)路徑執(zhí)行任務(wù)的路徑信息

任務(wù)執(zhí)行速度農(nóng)機(jī)自動(dòng)作業(yè)的行駛速度

其他字段根據(jù)業(yè)務(wù)需要確定。

e)接受控制命令操作農(nóng)機(jī)，包括傳感器控制，車速控制，車輪轉(zhuǎn)向控制“Service”，消息體如下。

表6農(nóng)機(jī)控制參數(shù)表

參數(shù)名稱描述

速度車的行駛速度

方向車的行駛方向

其他字段根據(jù)業(yè)務(wù)需要確定。

f)固件升級(jí)，消息類型為“"Upgrade"”，消息體如下。

表7固件升級(jí)參數(shù)表

參數(shù)名稱描述

版本號(hào)新固件的版本號(hào)

下載地址固件下載地址

大小固件大小

文件名固件的文件名

驗(yàn)證碼固件包的驗(yàn)證碼

其他字段根據(jù)業(yè)務(wù)需要確定。

6硬件接口

硬件接口是外部硬件設(shè)備與農(nóng)業(yè)機(jī)械智能駕駛系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的接口，為方便外部設(shè)備的接入，應(yīng)

具備以下數(shù)據(jù)接口：

6.1USB接口

攝像頭采用USB接口，圖像數(shù)據(jù)協(xié)議為“MJPG”。USB采用3.0的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，使用差分傳輸模式。

USB3.0采用的是四線制，分別為Vbus電源線，GND地線和兩根差分?jǐn)?shù)據(jù)線D+和D-。USB主機(jī)端硬件控

T/CAAMMXXXX—202X/T/NJXXXX—202X

制器類型采用XHCI。

6.2網(wǎng)絡(luò)端口

激光雷達(dá)接口采用網(wǎng)絡(luò)端口的接入，并基于UDP網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議發(fā)送雷達(dá)數(shù)據(jù)，雷達(dá)數(shù)據(jù)形式應(yīng)為

XYZIRT格式。網(wǎng)絡(luò)端口采用T568B標(biāo)準(zhǔn)的RJ45水晶頭。

6.3視頻接口

顯示器通過(guò)視頻接口接入農(nóng)業(yè)機(jī)械智能駕駛系統(tǒng)。視頻接口采用HDMI接口，HDMI采用TypeA類型

口，高度19pin，寬度為13.9毫米、厚度為4.45毫米，符合HDMI2.1協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。

6.4CAN總線接口

農(nóng)機(jī)底盤接口采用CAN總線系