拖拉机自动导航技术是精细农业技术中的一种,使用该技术可以保证准确的操作行距,工作方向和距离,提高作业精度。此外还可以减少重复劳动,加快作业进度,减轻驾驶员的工作负荷。目前发达国家对拖拉机自动导航技术的研究已经取得产品化的成果,我国近几年开始加强对该技术的研究。拖拉机自动导航系统有众多的电子控制单元,各单元的硬件电路和相互之间的通信是本课题的研究重点,本课题设计实现了一套适用于拖拉机自动导航系统的CAN总线网络,该系统包括三个节点——转向控制节点、播种节点和智能控制终端。主要的研究工作有以下几部分：(1)通过分析国内外农业车辆自动导航系统的研究现状,了解到目前自动导航系统中通信总线的应用情况,针对农田作业拖拉机的用途、CAN总线网络结构、以及所需实现的功能,依据农林机械通信总线IS011783标准制定了系统CAN总线应用层协议。(2)基于该协议以带有片内CAN控制器的Cortex-M3处理器LM3S5749为核心,设计了转向控制节点和播种节点ECU的控制电路板。选择GPS、电子罗盘以及角度传感器作为转向控制节点信息采集的硬件设备,播种节点控制电磁阀动作。结合实验室原有STM32实验板作为智能控制终端组成基于CAN总线的拖拉机自动导航系统。系统硬件设计主要有CAN总线通信电路、RS232通信电路、A/D转换电路、步进电机驱动电路、电磁换向阀控制电路,以及必要的抗干扰电路设计。(3)根据系统所要实现的功能,使用IAR编程软件,编程实现了CAN通信、传感器信息采集和解析程序、航位推算和最优控制算法实现等。(4)系统设计完成后,先对各部分电路做了功能测试,在各项功能测试都能够实现的基础上进行了实验室系统集成调试和田间路径跟踪试验,结果表明该系统具有较好的可靠性和实时性,在车速为1.5m/s的速度时直线跟踪平均误差在15cm以内。试验证明,本课题所设计的拖拉机自动导航系统能够完成预期的目标任务,如传感器信息的接收、解码,转向控制系统的控制,以及CAN总线报文封装、发送和接收等功能,具有很高的可靠性和实时性。