本實(shí)用新型屬于自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種節(jié)水灌溉流量監(jiān)控綜合控制裝置。

背景技術(shù)：

節(jié)水灌溉是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)需求，提高農(nóng)業(yè)用水效率、農(nóng)民增產(chǎn)增收及生態(tài)環(huán)境建設(shè)等方面發(fā)揮著重要作用。節(jié)水灌溉既要按時(shí)按量進(jìn)行灌溉，又要根據(jù)作物生長(zhǎng)的需求，科學(xué)合理的灌溉。溫度是農(nóng)業(yè)科學(xué)的重要內(nèi)容。溫度直接影響著作物病蟲害的發(fā)生、發(fā)展；影響著作物生育期的長(zhǎng)短與各發(fā)育期的長(zhǎng)短與各發(fā)育期出現(xiàn)的早晚；影響著作物的發(fā)育速度。溫度是作物生存及生長(zhǎng)發(fā)育的重要條件。精確地控制地溫水溫，有利于科學(xué)研究，是農(nóng)業(yè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)成功的一個(gè)因素。研究節(jié)水灌溉地溫水溫監(jiān)控尤為重要。目前，節(jié)水灌溉地溫水溫監(jiān)控裝置主要有以下幾種：一是，由單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)的；二是，由處理器控制實(shí)現(xiàn)的；三是，由人工手動(dòng)調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)的?，F(xiàn)有的地溫水溫監(jiān)控裝置存在以下不足：結(jié)構(gòu)尺寸大，攜帶不方便；電路復(fù)雜，每一種平臺(tái)的功能多，需要元器件較多；設(shè)計(jì)集成度不夠，一個(gè)控制終端可以有多種實(shí)現(xiàn)電路，未整合；設(shè)計(jì)成本較高，浪費(fèi)設(shè)計(jì)材料，整合電路成本少于獨(dú)立電路成本和；調(diào)試不方便，不能在線調(diào)試，需要借助其它手段；電路設(shè)計(jì)不完善，未能設(shè)置一些故障電路，考察學(xué)生分析能力；不利于學(xué)生學(xué)習(xí)，未能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)；未能提高學(xué)生認(rèn)識(shí)，具有認(rèn)識(shí)的片面性；未能充分鍛煉學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力；未能擴(kuò)充學(xué)生知識(shí)面，引導(dǎo)學(xué)生檢索知識(shí)，提高學(xué)習(xí)的興趣；未能鍛煉學(xué)生綜合分析，應(yīng)用知識(shí)的能力；

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有節(jié)水灌溉流量監(jiān)控控制裝置的缺點(diǎn)，提供一種電路簡(jiǎn)單、集成度高、成本低、擴(kuò)展能力強(qiáng)的節(jié)水灌溉地溫水溫監(jiān)控綜合實(shí)驗(yàn)裝置。

解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是它具有：對(duì)整個(gè)裝置進(jìn)行控制的FPGA 電路；PCI電路，該電路與FPGA電路相連；控制電路，該電路的輸出端接FPGA電路；加熱控制電路，該電路的輸入端接FPGA電路。

本實(shí)用新型的FPGA電路為：插座J6和插座J7上分別連接有溫度傳感器，溫度傳感器的型號(hào)為AM2305，插座J6的2腳接集成電路U6的1腳、3腳接地、1腳接3V電源，插座J7的2腳接集成電路U6的16腳、3腳接地、1腳接3V電源，集成電路U6的88腳、86腳、87腳、85～81腳接集成電路U1的31腳、34～40腳，集成電路U6的64～67腳、72腳、71腳、69腳、68腳、26腳、28腳、29腳、35～38腳、45～39腳、46腳、63～57腳、52～47腳依次接集成電路U7的131～124腳、138腳、137腳、53腳、136腳、145腳、148腳、90腳、139腳、160腳、144腳、155～157腳、142腳、94腳、146腳、159腳、158腳、152腳、154腳、135腳、151腳、143腳、149腳、150腳、134腳、163腳、153腳，集成電路U6的100腳接晶體振蕩器Y1的4腳、80腳接按鍵S1的一端并通過電阻R1接3V電源、79腳接按鍵S2的一端并通過電阻R2接3V電源、75腳接按鍵S3的一端并通過電阻R3接3V電源，集成電路U6的13腳、73腳、34腳、27腳依次接插座J5的4～1腳，集成電路U6的7腳、19腳、32腳、55腳、78腳、91腳、104腳、127腳、6腳、31腳、77腳、103腳接3V，集成電路U6的33腳、5腳、18腳、30腳、54腳、76腳、90腳、102腳、126腳接地，集成電路U6的93腳和95腳接集成電路U5的5腳，集成電路U6的96腳和98腳接集成電路U3的5腳，集成電路U6的99腳和101腳接集成電路U4的5腳，集成電路U6的106腳和107腳接集成電路U2的5腳，插座J5的5腳接地，按鍵S1～S3的另一端接地，晶體振蕩器Y1的1腳接3V電源、3腳接地；集成電路U1的型號(hào)為C8051F006，集成電路U2～U5的型號(hào)為HK4100F-DC3V，集成電路U6的型號(hào)為EPF6016ATC144-3，集成電路U7的型號(hào)為PCI9054。

本實(shí)用新型的加熱控制電路：集成電路U2的5腳接集成電路U6的106腳和107腳、2腳接地、1腳和6腳接220V交流電、4腳接插座J1的3腳和4腳，集成電路U4的5腳接集成電路U6的99腳和101腳、2腳接地、1腳和6腳接220V交流電、4腳接插座J3的3腳和4腳，集成電路U3的5腳接集成電路U6的96腳和98腳、2腳接地、1腳和6腳接220V交流電、4腳接插座J2的3腳和4腳，集成電路U5的5腳接集成電路U6的93腳和95腳、2腳接地、1腳和6腳接220V交 流電、4腳接插座J4的3腳和4腳，插座J1～J4的1腳和2腳接地；集成電路U2～U5的型號(hào)為HK4100F-DC3V，集成電路U6的型號(hào)為EPF6016ATC144-3。

本實(shí)用新型外圍元器件較少，電路簡(jiǎn)單，將不同平臺(tái)整合到一塊，集成度高，元器件都是常用的，成本較低，配套調(diào)整方便，使用方便，具有PCI接口，便于與外圍設(shè)備高速傳輸數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)不同接口對(duì)接，擴(kuò)展能力強(qiáng)，采用硬件實(shí)現(xiàn)算法，數(shù)據(jù)處理速度快，調(diào)試方便，可在線調(diào)試，具有多種控制手段，方便，快捷。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的電氣原理方框圖。

圖2是圖1中FPGA電路和加熱控制電路的電子原理線路圖。

圖3是圖1中PCI電路的電子原理線路圖。

圖4是圖1中控制電路的電子原理線路圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型不限于下述的實(shí)施方式。

在圖1、2、3、4中，本實(shí)施例的一種節(jié)水灌溉地溫水溫監(jiān)控綜合實(shí)驗(yàn)裝置由FPGA電路、PCI電路、控制電路、加熱控制電路連接構(gòu)成，PCI電路與FPGA電路相連，控制電路的輸出端接FPGA電路，加熱控制電路的輸入端接FPGA電路。

本實(shí)施例的控制電路由集成電路U1構(gòu)成，集成電路U1的型號(hào)為C8051F006。集成電路U1的31腳、34～40腳接FPGA電路，集成電路U1的13腳、43腳、23腳、32腳接3V電源，集成電路U1的44腳、12腳、22腳、19腳、27腳、33腳接地。

本實(shí)施例的PCI電路由集成電路U7、插座J8連接構(gòu)成，集成電路U7的型號(hào)為PCI9054。集成電路U5的43腳、42腳、40～36腳、34～31腳、15～8腳、5～2腳、175～173腳、41腳、30腳、16腳、6腳、17腳、18腳、21腳、23腳、22腳、24腳、29腳、7腳、168腳、167腳、25腳、26腳、52腳、171腳、172腳、169腳、170腳、46～51腳依次接插座J8的57～11腳、1～6腳，集成電路U7的162腳、147腳、141腳、133腳、116腳、109腳、99腳、89腳、70腳、62腳、45腳、35腳、28腳、20腳、1腳接3V電源，集成電路U7的140腳、161腳、108腳、115腳、132腳、176腳、88腳、69腳、61腳、44腳、27腳、19腳接地，集 成電路U7的131～124腳、138腳、137腳、53腳、136腳、145腳、148腳、90腳、139腳、160腳、144腳、155～157腳、142腳、94腳、146腳、159腳、158腳、152腳、154腳、135腳、151腳、143腳、149腳、150腳、134腳、163腳、153腳接FPGA電路，插座J8的7～10腳接地。

本實(shí)施例的FPGA電路由集成電路U6、晶體振蕩器Y1、按鍵S1～S3、電阻R1～R3、插座J5～J7連接構(gòu)成，集成電路U6的型號(hào)為EPF6016ATC144-3。插座J6和插座J7上分別連接有溫度傳感器，溫度傳感器的型號(hào)為AM2305，插座J6的2腳接集成電路U6的1腳、3腳接地、1腳接3V電源，插座J7的2腳接集成電路U6的16腳、3腳接地、1腳接3V電源，集成電路U6的88腳、86腳、87腳、85～81腳接集成電路U1的31腳、34～40腳，集成電路U6的64～67腳、72腳、71腳、69腳、68腳、26腳、28腳、29腳、35～38腳、45～39腳、46腳、63～57腳、52～47腳依次接集成電路U7的131～124腳、138腳、137腳、53腳、136腳、145腳、148腳、90腳、139腳、160腳、144腳、155～157腳、142腳、94腳、146腳、159腳、158腳、152腳、154腳、135腳、151腳、143腳、149腳、150腳、134腳、163腳、153腳，集成電路U6的100腳接晶體振蕩器Y1的4腳、80腳接按鍵S1的一端并通過電阻R1接3V電源、79腳接按鍵S2的一端并通過電阻R2接3V電源、75腳接按鍵S3的一端并通過電阻R3接3V電源，集成電路U6的13腳、73腳、34腳、27腳依次接插座J5的4～1腳，集成電路U6的7腳、19腳、32腳、55腳、78腳、91腳、104腳、127腳、6腳、31腳、77腳、103腳接3V，集成電路U6的33腳、5腳、18腳、30腳、54腳、76腳、90腳、102腳、126腳接地，集成電路U6的93腳、95腳、96腳、98腳、99腳、101腳、106腳、107腳接加熱控制電路，插座J5的5腳接地，按鍵S1～S3的另一端接地，晶體振蕩器Y1的1腳接3V電源、3腳接地。

本實(shí)施例的加熱控制電路由集成電路U2～U5、插座J1～J4連接構(gòu)成，集成電路U2～U5的型號(hào)為HK4100F-DC3V。集成電路U2的5腳接集成電路U6的106腳和107腳、2腳接地、1腳和6腳接220V交流電、4腳接插座J1的3腳和4腳，集成電路U4的5腳接集成電路U6的99腳和101腳、2腳接地、1腳和6腳接220V交流電、4腳接插座J3的3腳和4腳，集成電路U3的5腳接集成電路U6的96腳和98腳、2腳接地、1腳和6腳接220V交流電、4腳接插座J2的3腳和4腳，集 成電路U5的5腳接集成電路U6的93腳和95腳、2腳接地、1腳和6腳接220V交流電、4腳接插座J4的3腳和4腳，插座J1～J4的1腳和2腳接地。

本實(shí)用新型的工作原理如下：

系統(tǒng)上電，電路開始初始化工作。此后，系統(tǒng)正常工作。集成電路U6時(shí)刻檢測(cè)2路溫度傳感器數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生傳感器接收的控制時(shí)序，接收溫度數(shù)據(jù)。信號(hào)從插座J6的引腳2輸出，輸入到集成電路U6的引腳1。信號(hào)從插座J7的引腳2輸出，輸入到集成電路U6的引腳16。

當(dāng)按下開關(guān)S1，不按下開關(guān)S2和下開關(guān)S3，控制器電路被選用。此時(shí),是用控制器進(jìn)行節(jié)水灌溉地溫水溫控制。控制數(shù)據(jù)信號(hào)從集成電路U1的引腳31,34～40輸出到集成電路U6。集成電路U6產(chǎn)生總線的邏輯控制時(shí)序，接收從集成電路U1發(fā)送的數(shù)據(jù)；此后，集成電路U6對(duì)溫度數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并產(chǎn)生4路加熱邏輯控制時(shí)序?？刂菩盘?hào)從集成電路U6的引腳93,95,96,98,99,101,106,107輸出到集成電路U2～U5的引腳5，最終，從集成電路U2～U5的引腳4輸出到插座J1～J4。

當(dāng)按下開關(guān)S2，不按下開關(guān)S1和下開關(guān)S3，PCI電路被選用。此時(shí)是用PCI電路進(jìn)行節(jié)水灌溉地溫水溫控制。PCI的控制數(shù)據(jù)從插座J8輸入，由插座J8的引腳1～6，32～57輸出到集成電路U7，經(jīng)集成電路U7的PCI數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)榫植靠偩€數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)信號(hào)從U7的引腳131～124輸出到集成電路U6，集成電路U6啟動(dòng)局部總線控制邏輯，接收從插座J8發(fā)送的數(shù)據(jù)；此后，集成電路U6對(duì)溫度數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并產(chǎn)生4路加熱邏輯控制時(shí)序?？刂菩盘?hào)從集成電路U6的引腳93,95,96,98,99,101,106,107輸出,輸入到集成電路U2～U5的引腳5，最終，從集成電路U2～U5的引腳4輸出，輸入到插座J1～J4。

當(dāng)按下開關(guān)S3，不按下開關(guān)S1和開關(guān)S2，F(xiàn)PGA電路被選用。此時(shí)，是用FPGA電路進(jìn)行節(jié)水灌溉地溫水溫控制。集成電路U6對(duì)溫度數(shù)據(jù)處理，并產(chǎn)生4路加熱邏輯控制時(shí)序。控制信號(hào)從集成電路U6的引腳93,95,96,98,99,101,106,107輸出到集成電路U2～U5的引腳5，最終，從集成電路U2～U5的引腳4輸出，輸入到插座J1～J4。