ISOBUS II

Schicht für Schicht zum Erfolg!

Hinter der Bezeichnung ISOBUS II versteckt sich die zweite Ausführung einer ISO-Norm für ein Feldbussystem, welches innerhalb der Landwirtschaft zwecks der Automatisierungstechnik und Kommunikation zwischen Maschinen zum Einsatz kommt. Grundlage für die Entwicklung dieser Technologie, die heute eine entscheidende Rolle in der Erfüllung wichtiger Ansprüche an diesen Zweig der Wirtschaft einnimmt, ist das sogenannte OSI-Referenzmodell. Hierbei handelt es sich um ein Schichtenmodell, welches seitens der Internationalen Organisation für Normung, hierfür steht nämlich ISO übersetzt, entworfen wurden und welches die Basis zum Design von Protokollen liefert, die innerhalb von Rechnernetzten für eine Interaktion zwischen den elektronischen Komponenten sorgt. Eingeführt wurde dieses Referenzmodell im Jahre 1983. Der Aufbau des Modells sieht die Unterteilung in sieben Schichten vor, die aufeinander aufbauen, was ihnen die Fachbezeichnung als „layers“ verschaffte:

  • Schicht 1-Bitübertragungsschicht
  • Schicht 2-Sicherungsschicht
  • Schicht 3-Vermittlungsschicht
  • Schicht 4-Transportschicht
  • Schicht 5-Sitzungsschicht
  • Schicht 6-Darstellungsschicht
  • Schicht 7-Anwendungsschicht

Innerhalb des Modells ist diese Darstellung verständlicherweise umgekehrt, sodass Schicht 7 die oberste Ebene und Schicht 1 die unterste Ebene definiert. An jede einzelne Schicht werden Anforderungen gestellt, doch die Umsetzung dieser kann auf verschiedenen Wegen ablaufen, sodass im Voraus nicht festgelegt ist, wie die Realisierung auszusehen hat. Dies hat zur Folge, dass heutzutage auf eine einzige Schicht, zahlreiche Kommunikationsprotokolle kommen.

Schwierigkeiten bei dem herkömmlichen Bussystem

Die Einfachheit des OSI-Referenzmodells sollte eigentlich darin bestehen, dass es zwar sieben schichten gab, doch lediglich die erste, zweite und siebte Schicht berücksichtigt werden mussten. Hierfür wurde in der Vergangenheit der CAN-Bus eingesetzt, da er es schaffte Großteile der ersten beiden Ebenen abzudecken und somit alleine einen Hauptteil der kommunikativen Arbeit übernahm. Die bleibende Problematik unter den Landwirten sollte jedoch die Frage nach der eigentlichen Möglichkeit eines gemeinsamen Standards sein. So wurde das LBS zwar zeitnah als DIN 9684 genormt, doch die Uneinigkeit über die praktische Umsetzung der Idee blieb bestehen. Zudem zeigte sich die Schwierigkeit des begrenzten Ausbaus eines solchen Systems. Fiel die Entscheidung auf einen CAN-Bus mit einem 11-Bit Identifier, war der verfügbare Adressraum wesentlich begrenzter als bei einem 29-Bit-Identifier. Dies hatte zur Folge, dass kaum ein Bezug auf die Teilnehmer im Gegensatz zu den Parameter Gruppennummern, kurz PGNs, genommen wurde und die Datenrate zudem mit gerade einmal 125 kBit/s keine Grundlage für eine Erweiterung des Netzwerks bot. Doch die Notwendigkeit eines busfähigen Systems war gemeinhin erwiesen, sodass es zu einem Zusammenschluss aus den Grundideen des LBS gab, welche weiterentwickelt wurde und schließlich zum ISOBUS avancierte. ISOBUS II steht demnach mittlerweile auch für die leistungsstärkere und ausbaufähigere Version von LBS.

Der Aufbau eines ISOBUS II-Systems

Wenn ISOBUS II komplett ausgebaut ist, spielen innerhalb des Netzes zahlreiche Geräte eine Rolle. Diese haben die Eigenschaft, dass sie für sich alleine als kleiner Computer stehen und demnach auch so funktionieren. Teilweise werden solche Geräte, je nachdem welche Art sie sind, innerhalb eines Gerätes zusammengefasst. Dies kann sich auch auf die CPU ausdehnen. Zudem ist es innerhalb von ISOBUS II gelegentlich üblich, dass auf solch einer CPU auch logische Anbaugerätesteuerungen in höherer Anzahl ihren Platz finden. Die Hauptbestandteile eines solchen kompletten ISOBUS II-Systems stellen sich wie folgt auf:

  • ISOBUS Stecker- mittels diesem werden die Anbaugeräte angeschlossen, sodass Datenleitungen verfügbar werden, über welche dann die Kommunikation stattfinden kann. An dieser Stelle lassen sich zudem Anschlüsse über die elektrische Leistung entnehmen. Innerhalb des ISOBUS II-Steckers ist eine Schaltung integriert. Diese hat den Zweck den CANBUS aktiv zu terminieren, wenn dieser Vorgang vonnöten wird.
  • Virtual Terminal- hierbei handelt es sich um die sogenannte Mensch-Maschine-Schnittstelle von ISOBUS II. Es ist ein Anzeigegerät, über welches das System gesteuert werden kann. Zudem ist es mit einem Bildschirm und mehreren Druckknöpfen versehen. Drehknöpfe kommen eher selten vor.
  • Traktorsteuergerät-hierbei handelt es sich um einen Jobrechner, welcher sich auf dem Traktor oder dem Trägerfahrzeug befindet. Es dient zur Bereitstellung von Informationen, welche in Nachrichten umgewandelt werden. Das Traktorsteuergerät schafft eine Verbindung zwischen ISOBUS II und dem Traktorbus. Baut man das System aus, wird eine Kontrolle des Traktors möglich.
  • Jobrechner-dieser Bestandteil des ISOBUS II-Systems findet sich in der Regel auf dem Anbaugerät. Es übernimmt die Aufgaben der Maschinensteuerung und die Anzeige von Daten. Auch die Umsetzung von Bedienereingaben gehört zur Funktion dieser Komponente.
  • Taskcontroller- dies ist die Schnittstelle zwischen einem „Farm Management System“ und der Gerätesteuerung. Grundlegend dient er der Dokumentation der Arbeitsvorgänge, soll allerdings zukünftig auch die Steuerung von Anbaugeräten, und bestenfalls des Traktors, übernehmen.
  • Fileserver-die Geräte, die an ISOBUS II gekoppelt sind, erhalten durch den Fileserver den benötigten Speicherplatz, zum Ablegen von Daten bezüglich der Konfiguration und Information.
  • GPS-Empfänger-diese Komponente ist dazu befähigt, Positionsdaten bereitzustellen, und dient somit dem Zwecke der Navigation und Dokumentation. Hierfür wird ein Transportprotokoll des Typs FPP verwendet.