高速ISObus与农业通信的未来

早在非公路机械能够协同工作、思考和感知周围环境之前，农业设备就已经开始交换运行信息。然而，这些通信往往受到限制，并且与特定制造商挂钩。

农业行业通过国际标准制定工作，继续发展 ISObus，为拖拉机、农具和部件提供了一种通用语言，以便它们可以通过机器对机器 (M2M) 通信共享信息并兼容运行。

几十年前，农业行业为了实现更高的机器互操作性而发展出了这一通信标准，如今它正在演变成一个新的高速数字骨干网，引领着多个行业互联机械的未来。

AEF成员公司Horsch Maschinen GmbH在爱荷华州布恩举行的2026年农业进步展上展示了其Leeb 8.460 VL喷雾器。该公司在美国的办事处Horsch LLC位于北达科他州。（照片：Chad Elmore）

跨越行业界限

在农业领域，一种名为 ISObus 的网络已经作为标准使用了 25 年，自 2001 年在德国汉诺威举行的 Agritechnica 贸易展上首次公开亮相以来，一直备受推崇。

ISO 11783 标准是农业设备的“神经系统”，它将拖拉机与农具和售后配件（如显示器和操纵杆）无缝连接起来。

“有了 ISObus，机器作为一个系统协同工作，比每个组件单独工作的效果更好，目前的 ISObus 能够为当今的应用提供足够的性能，”农业产业电子基金会 (AEF) 高速 ISObus 项目负责人兼约翰迪尔研究员 David Smart 表示。

AEF成立于2008年，是一家致力于提升跨制造商兼容性和互操作性的全球性非营利组织。2014年，AEF开始研发下一代ISObus标准。到2021年，AEF已组织全球领先的重型设备制造商开展跨行业合作，共同制定了ISO 23870——新的高速ISObus（HSI）标准。

跨行业会议使工程师们能够合作制定新标准的初稿，该标准涵盖农业、土方工程、采矿、林业以及公路卡车和拖车等行业，旨在解决未来共同的需求。这一未来将汇聚成一套新的ISO标准，由ISO TC 127/SC 3和ISO TC 23 SC19共同领导的联合工作组（JWG）16负责制定。

打开闸门

目前的 ISObus 非常强大，能够为当今的应用提供足够的性能，但 ISObus 存在物理和数据方面的限制。

“目前的ISObus就像是用一根细小的吸管输送数据，”斯马特说。“高速ISObus就像是用消防水管输送数据。”

保守估计，HSI 的速度比原有技术快约 4000 倍。它将为创新开辟新的机遇，随着行业对更高性能和自动化程度的需求不断增长，它将在未来很长一段时间内为行业提供服务。

但 HSI 不仅仅是 ISObus 的更快替代品；它是一个标准化的数字骨干网，可以让机器、附件、传感器、摄像头和未来的自主系统在不同制造商之间，甚至有可能在不同行业之间交换更多的信息。

AEF在全球各地举办兼容性测试活动，农业设备原始设备制造商和供应商齐聚一堂，确保新技术和软件的兼容性。（图片：Chad Elmore）

更快的数据传输，更精细的控制

凭借 HSI 的强大功能，全球多个行业的软件开发人员可以显著提高通信性能或速度。

“这意味着控制的精确度、可控制的数据量以及可记录的数据量，”斯马特说。

例如，HSI系统能够让大型喷药机和播种机拥有更精准的操控能力，精确到行和喷嘴级别，这是以往ISObus系统无法实现的。同时，HSI系统还能将农具信息实时传输回拖拉机。该系统可以加装摄像头，用于监控机器内部、周围、下方和后方的作业情况，多个摄像头的画面可以传输到驾驶室内的显示器上。

“在目前的 ISObus 系统中，一台非常大型、复杂的播种机可能需要四、五、八秒钟才能完全更新屏幕上显示的所有信息，”Smart 说。“而使用高速 ISObus 系统，我们可以在不到一秒的时间内完成这项工作。”

“这仅仅是个起点。其他AEF团队在无线野战通信（WIC）方面的工作，以及该组织的自主系统（AUT）团队的工作，也将致力于进一步提高系统的性能和自动化程度。”

共同的骨干网，更广阔的市场

借助 HSI，可以为未来开发和部署的下一层应用程序构建基本基础设施。

“这项新标准不仅适用于农业。HSI 正在开发成为建筑、土方工程、采矿、林业以及公路卡车和拖车行业通用的标准。它应该能够满足所有人的需求，”斯马特说。“当然，这正是我们的初衷。”

当农业行业升级其现有的拖拉机和农具之间的标准化连接时，其他行业可能要从更早的起点开始。

工程机械附件通常依赖于制造商特定的系统，而卡车与拖车之间的通信仍然有限。HSI 将引入一种通用架构，该架构以网络交换机为核心，连接每台机器及其附件上的控制器、显示器、摄像头和其他设备。

对于这些行业而言，HSI 不仅代表着更快的网络，而且代表着整个机器附件接口上第一个广泛标准化的数字连接。

对于原始设备制造商 (OEM) 和供应商而言，这种通用连接可能会重塑创新成本。企业无需为每个机器品牌或附件开发不同的接口，而是可以围绕共享架构设计摄像头、传感器、控制器和软件，从而降低集成成本、缩短开发周期，并有可能使初创公司和零部件供应商进入更大的市场。

塑造未来之路

HSI 是 AEF 在 2022 年新奥尔良商品经典贸易展期间举办的北美 Plugfest 活动上首次展示的。

“我乐观地认为，HSI 将在 2028-2029 年正式推出，”Smart 说。“我们正在尽最大努力推进项目，并将初始版本重点放在两个应用场景上：将现有的 ISObus 控制和功能迁移到这个超高速网络上，以及实现数码相机在不同机器和附件之间的集成。”

HSI 的最初优先事项即将到来，现在参与的公司将对未来的标准有最清晰的了解，并有机会帮助塑造未来的标准。

“现在是各公司让其工程师参与 HSI 项目的好时机，”斯马特说。

“无论他们的专业是电缆连接器、网络交换机的电子元件，还是摄像机、显示器和ECU的电子元件，让他们参与到项目中来，他们都能从中学习，同时也能贡献自己的专业知识。”

Smart建议工程师和公司联系AEF，加入AEF的HSI项目团队。

下一步工程设计

“到2028年，我们能否为HSI的所有组成部分制定出国际标准文件？可能不会，”斯马特说，“但我们希望这些文件能够足够成熟，让各公司能够交付初步产品。这取决于相关公司、他们的专业知识，以及他们对我们现有成果和未来发展方向的理解。”

他补充道：“即使该标准尚未作为国际标准发布，参与开发过程的人员也能理解它。提前进行产品研发是否存在风险？我相信到2028年，一些标准将会实现国际标准化。”

未来几年，HSI能否带领越野车行业全面进入高速发展阶段，时间会给出答案。与此同时，JWG-16的成员致力于分享他们的技术知识和专业技能，推动全球重型设备和汽车行业迈向下一个阶段：全面自动化。

关于作者：梅琳达·齐默尔曼-博勒是灯塔通讯公司（Lighthouse Communications）的总裁，该公司总部位于威斯康星州，专注于建筑、基础设施和农业科技行业。