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2014/8/26
ISOBUSゼミナール
ISO 11783/ISOBUS の概要
農業情報設計社
濱田安之
そもそも ISO 11783/ISOBUSとは
• ISO 11783は農業機械の内部、あるいはトラクタと作
業機等の農業機械の間で、走行速度やPTO回転数
等の情報を送受信する際の通信プロトコル（通信手順
の規定）を規定した国際標準
• ISOBUSは、国際標準ISO11783を基に、実装や適合
試験（対象の機器が規定に合致するかどうかを確認
する試験）に関する項目を業界団体（AEF：Agricultural
Industry Electronics Foundation≒農業電子工業財
団）が規定したものをISOBUSと呼んでいる
• 適合試験に合格した電子制御ユニット等にはステッ
カーが貼られており、ISOBUSに準拠しているかどうか
がわかる
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ISOBUSゼミナール
ISOBUSステッカー
要注意！
• ISO 11783のISOと11783の間には空白がある。
• ISOBUSのISOとBUSの間には何も入らない
（ISO-BUSやISOバスは間違い）
• ISOBUSと名乗るためには認証機関における
認証試験にパスする必要がある
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ISOBUSゼミナール
ISO 11783/ISOBUS
• ISOBUSにおいては、トラクタ等の農用車両や
作業機に搭載された電子制御ユニット（ECU）、
あるいは作業者が使用する情報表示・操作
装置、GPS等のセンサー等のISOBUS対応機
器が、それぞれインプルメントバス（作業機バ
ス）と呼ばれる1組の配線に接続されてネット
ワークを構成し、これらの機器が相互に情報
通信・連携することで必要な機能を提供する
ISO 11783/ISOBUS
• 作業者はバーチャルターミナル（VT）と呼ばれる様々な作
業機に対応可能な情報表示・操作端末を用いて、各種情
報を確認するとともに、作業の開始・停止や投入資材の施
用量の調整といった必要な操作を行う。また、タスクコント
ローラ（TC）と呼ばれる自動制御装置を用いてほ場内の場
所や作物の生育状況に応じた適切な施肥管理や関連す
る情報の収集・保存を行うことができる。
• TCはVTにあらかじめ内蔵され、画面を切り替えて使うよう
になっていることが多い
• ほとんどのVT/UT・TCは専用機であるが、ノートPC上で動
作するソフトウエアとして提供されている場合もある
• その他、簡易なリモートコントローラも市販
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ISO 11783/ISOBUS
• 作業機はVT/UTに表示する画面のデザイン
や,TCと通信するために用いる作業機の情報（施
肥、散布量の値等）に関する情報を保持
• トラクタに作業機が接続されるとVT/UT・TCを
ネットワーク上で探した後、これらの情報を送信
することでVT/UT・TCによる作業機の操作が有
効になる仕組みになっている
• 様々な作業機に付け替えた場合でも、その都度
必要な情報が作業機から提供され、VT/UT・TC
を汎用的に使用可能
ISO 11783/ISOBUS
• 作業時には、VT・TCからの操作指示やトラク
タからの情報を受けて必要な制御を行う
• VTに表示するデータやTCで記録するための
データ、必要に応じてトラクタの制御に必要な
データが作業機からネットワークに送信され
る
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農業機械の制御に必要な大部分の
情報が規定されている
• ISOBUS対応機器間で通信される情報は、速度、
エンジン回転数、PTO・ヒッチ情報等のトラクタ・
車両に関する情報、作業開始・停止、資材施用
量、生産物の収量や水分等の作業機に関する
情報、VTを用いた作業機や車両情報の表示と
操作に関する情報、TCによる精密農業、自動操
舵等の自動制御に関する情報、外部記憶装置
を用いた情報の保存・読み込みに関する情報、
故障診断に関する情報と多岐にわたる
• おおよそ農業機械における計測・制御に求めら
れるほとんどの情報が規定
現在も拡張中
• 現在でもISO 11783は拡張・修正が続いてお
り、その中の一つとして、複雑な操作（複数の
作業機を適用した作業における回行時の作
業機の昇降、ブームの折りたたみ等）を簡単
にするための作業者の操作の記録・再生機
能（シーケンス・コントロール）に関する新たな
規定が検討されている
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ECUとCF
• ECU（電子制御ユニット）とCF（コントロール
ファンクション）
ECU（電子制御ユニット）
• ISO 11783-1において、ECUは「基本的な部品や
サブアセンブリー、アセンブリーを組み合わせて
構成され、物理的に一体となっている電子部品
（electronic item consisting of a combination of
basic parts, subassemblies and assemblies
packaged together as a physically independent
entity）」と規定されている
• 実体として目で見て数えることができる、という
のがECUであり、ISO11783ネットワークに接続さ
れた「ハードウエア」
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CF（コントロール・ファンクション）
• ECUが「実体を持つ電子制御ユニットのハー
ドウエア」である一方、CF（コントロールファン
クション）は「ISO 11783及び他の互換性のあ
るプロトコル（SAE J1939, NMEA2000）におい
て、ある制御を行う“機能”の最小単位」を指
すものとして規定
• 言い方を変えると「仮想のECU」
CF（コントロール・ファンクション）
• 1つのECUには“ひとつまたは複数”のCFが
内包され、これらのCF間で情報通信が行わ
れる
• この「機能」はISO 11783-1のAnnex E, Fに記
載あり
• 記載された機能ごとにCFとして動作する必要
がある
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CF（コントロール・ファンクション）
• 1つのECUには“ひとつまたは複数”のCFが
内包され、これらのCF間で情報通信が行わ
れる
• この「機能」はISO 11783-1のAnnex E, Fに記
載あり
• 記載された機能ごとにCFとして動作する必要
がある
CFの例
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関連情報のオンラインデータベース化
• 現在オンラインデータベース化
実際にアクセス方法を確認…
CFの識別
• ネットワーク上のCFが相互に通信して機能を
形成
• CANインターフェースはすべてのCFが１対の
配線に接続
• 相手を指定する・自分を識別してもらう必要
がある
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CFの識別方法
•
•
•
•
NAMEと呼ぶ64ビットの値で識別
ISO 11783ネットワーク上のすべてのCFは
「一意のNAME」によって識別される
CFとNAMEは一対一で対応
NAMEのビット配置その１
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補足（バイト配列について）
リトルエンディアン！
NAMEのビット配置その２
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もうちょっとくわしく
• 先程ダウンロードしたファイルで確認
WS（ワーキングセット）
• 作業機、トラクタなど機械としてのひとかたまり
• 実際にオペレータ・ユーザーが見た最小単位
• WSの中で、ひとつまたは複数のCF（ECU）が連
携して機能
• スプレーヤーにおける複数ECUによるバルブの
制御など
• 1つのワーキングセットマスターと呼ばれるCFと
０または1つ以上のワーキングセットメンバーと
呼ばれるCFから構成される
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WS（ワーキングセット）
• VT/UT・TCはWS単位で取り扱い
アドレス
•
•
•
•
通信は自分と相手先を指定して送受信
本来であればNAMEを用いて指定
毎回64ビットは....
8ビットのアドレスと呼ぶ値を使用
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アドレス
• ネットワーク上のNAMEとアドレスは一対一で対
応
• 8bitなので256個、このうちグローバルアドレス
（0xff: ネットワーク上のすべてのCFを送信先とし
て指定）とNULLアドレス（0xfe: アドレスを確定で
きなかった場合に送信元として使用）を抜いた
254個(0x00-oxfd)がアドレスとして利用可能
• 1ネットワーク上に存在可能なCFは254個（CAN
ノード（≒ECU）としては最大30個）
アドレスの決定方法
• アドレスはネットワーク上で一意でなくてはいけない
• ISO 11783ネットワークが開始されたとき、あるいは
ISO 11783ネットワーク上にCFが追加されたときに、ア
ドレスクレームと呼ぶ手順に基づいて、CFによるアド
レス使用の可否とその使用するアドレスが決定される
• 固定アドレス（Non-self-configurable Address）、非固
定アドレス（Self-configurable Address：ISO11783ネッ
トワーク上のCFを確認してから重ならないアドレスを
設定）の2種類がある
• アドレスは消滅あるいは変更される場合がある
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固定・非固定アドレス
• 固定アドレス：あらかじめISO 11783で使用す
るアドレスが規定（主にトラクタ関連のCF）
• 非固定アドレス：ある一定の範囲のアドレス
中からまだ割り当てられていないアドレスを
使用（主に作業機関連のCF）
• アドレスクレーム （アドレス宣言・決定）の方
法はだいたい一緒
固定（既定）アドレス
• ダウンロードファイルを確認
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WSのアドレス
• ワーキングセットに対してメッセージを送信す
る際には、ワーキングセットマスターのアドレ
スに対してメッセージを送ることで、すべての
ワーキングセットメンバーにメッセージが送ら
れる。
• ワーキングセットメンバーはワーキングセット
マスターのアドレスに送られたメッセージは自
分のCFに送られたものとして処理を行う
アドレスのまとめ
• アドレスはネットワーク上で通信対象のCFを指
定するためにある
• 固定・非固定アドレスの2種類
• アドレスは途中で変更・消滅する可能性がある
• 送受信先のNAMEとアドレスの対応を把握してお
く必要がある
• 特定のCF（主にトラクタ関係）は使用するアドレ
スがあらかじめ規定されている
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メッセージの送受信
• ISO 11783ネットワークは「ハードウエア層」に
「CAN (Controller Area Network)プロトコル」
を用いて通信する
• CAN-H,CAN-Lの２本の線を各ECUに接続し
て通信
• 次世代のネットワークも検討中
CANインターフェース
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メッセージの送受信
• 29ビットのID（データの種類を識別するための
値）と0-64ビットのデータを１メッセージとする
• 通信内容はネットワーク上のすべてのECUが
受信することができる
ISO 11783におけるメッセージ
• 29ビットのID（データの種類を識別するための
値）と8-64ビットのデータを１メッセージとする
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ISO 11783におけるメッセージ
• 29ビットのID（データの種類を識別するための
値）と8-64ビットのデータを１メッセージとする
ID(29ビット)の設定方法
• 送信元のCFのアドレス（=SA:ソースアドレス、8ビット）、
相手先アドレス（DA:デスティネーションアドレス、8ビッ
ト）
• PGN（パラメーターグループナンバー: データの種類を
識別する番号、24ビット）
• プライオリティ（3ビット、優先順位：0-7を指定、数値が
少ない方が優先）
• PGNの番号が大きいもの（0x00f000以上）については
DAが無効（存在しないことになっている→送信先は全
CF）
•
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先日のISOBUSセミナー資料で確認
• P30-32
データ長とメッセージ
• 1-8バイト長の場合
– 通常のCANメッセージとして送受信
• 8バイト以上の場合
– TP(トランスポートプロトコル、 7*255=1785バイト
まで）、ETP（エクステンデッドTP、
7*255*255*255=約116Mバイトまで）が規定
– 送信先がグローバルアドレス以外の（送信先CF
を特定する）場合、一定数のメッセージを送信す
るたびに確認を行い、問題なければ継続する仕
組み
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先日のISOBUSセミナー資料で確認
• P32-38
規格文書で確認
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アドレスクレーム
• ISO（JIS）本文を確認
• ISO 11783-5(2011) P19 4.5 Network
initializationから
• JIS XXXX-5 P20
WSの宣言
• 本文で確認
• ISO 11783-7(2009) P122
• JIS XXXX-7 P115
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インプリメントメッセージ
• インプリメントメッセージとは？
– ある程度共通的な情報（トラクタに関連する情報が多
い）の規定。1つのメッセージに複数の情報が内包さ
れる。ISO11783-7で規定
• データ長は8バイト（1メッセージ以内）
• 内包される情報（パラメータ）はほとんどが2ビッ
ト以上のフラグ（状態を表す数値情報）と
8/16/32ビットの数値情報で構成される
• 複数のパラメータで１メッセージが構成されるの
でPG（パラメータ・グループ）と呼ぶ
パラメータの値（フラグ）
• フラグの大半を占める2ビットのフラグは
• 情報送信を行うフラグは「オン」「オフ」「エラー
（センサーの故障やデータが取得できなかっ
た）」「無効（センサーが搭載されていないな
ど）」
• コマンド受信用のフラグは「オン」「オフ」「その
まま（何もしない）」
• ビットが増える場合はこれに追加する格好と
なる
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パラメータの値（数値）
• 以下のとおり区分される
– 有効な数値（上位8ビットが0x00-0xfa（=250））
– パラメータ拡張（上位8ビットが0xfb）
– 将来の拡張用（上位8ビットが0xfc-0xfd）
– エラー（上位8ビットが0xfe）
– 無効（上位8ビットが0xff）
• 演算時に注意する必要がある
規格で確認
• ISO 11783-7(2009) P5
• JIS XXXX-7 P6
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再度注意事項
• バイト配列はリトルエンディアン
• ビットの並びがバイトをまたぐときに注意する
必要がある（ISO 11783-7(2009) P3）
インプリメントメッセージの例
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インプリメントメッセージの例
インプリメントメッセージの例
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インプリメントメッセージの例
インプリメントメッセージの例
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インプリメントメッセージの例
インプリメントメッセージの例
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インプリメントメッセージの例
TECU VT/UT TC
先日開催されたISOBUSセミナーの資料を基に
説明
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TECU
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TECU
VT
• ISOBUSセミナー資料P60-93
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TC
• ISOBUSセミナー資料P110-132
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