节水灌溉地温水温监控装置的制造方法
【专利摘要】一种节水灌溉地温水温监控装置，对整个装置进行控制的FPGA电路；按键电路，该电路的输出端接FPGA电路；存储电路，该电路与FPGA电路相连；加热控制电路，该电路的输入端接FPGA电路；降温控制电路，该电路的输入端接FPGA电路。本实用新型支持4路温度测量，测量精度高，可实时存储温度数据，具有电路简单、调试方便的优点，在节水灌溉技术领域可广泛推广使用。
【专利说明】
节水灌溉地温水温监控装置
技术领域
[0001]本实用新型属于自动控制技术领域，具体涉及到一种节水灌溉地温水温监控装置。【背景技术】
[0002]目前我国水资源十分紧缺，而农业用水浪费极为严重，传统的大水漫灌方式使农业成了用水大户，其用水量占全国总用水量的70%以上，而水的有效利用率只有30%? 40%，仅为发达国家的一半左右，每立方米水的粮食生产能力只有0.85kg，远远低于发达国家每立方米水的粮食生产能2kg以上的水平。
[0003]改变人们千百年来传统的灌溉习惯，用较少的水获得较高的产出效益，推广高效节水灌溉技术是一项重任，也是缓解我国水资源紧缺的途径之一，更是现代农业发展的必然选择。
[0004]节水灌溉是节水农业的中心，是水利现代化的重要组成部分，也是农业现代化的重要组成部分。温度是农业节水灌溉的重要内容，适宜的温度是作物生存及生长发育的重要条件之一，直接影响作物生、分布界限和产量;也影响着作物的发育速度，从而影响作物生育期的长短与各发育期的长短与各发育期出现的早晚;此外，温度还影响着作物病虫害的发生、发展。对于农业科学研究，地温水温精确的监控就显得尤为重要。目前温度监控主要是由单片机控制来实现的，现有的温度监控存在以下不足:精度不高，误差较大，性能不稳定。
【发明内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有温度检测装置的不足，提供一种电路简单、调试方便、成本低、精度高的节水灌溉地温水温监控装置。
[0006]解决上述技术问题所采用的技术方案是它具有:对整个装置进行控制的的FPGA电路;按键电路，该电路的输出端接FPGA电路;存储电路，该电路与FPGA电路相连;加热控制电路，该电路的输入端接FPGA电路;降温控制电路，该电路的输入端接FPGA电路。
[0007]本实用新型的FPGA电路为:集成电路U1的17脚、102脚、27脚、29脚接插座J1的4?1 脚，集成电路U1的50脚接插座J2的2脚、49脚接插座J4的2脚、52脚接插座J5的2脚、62脚接插座J7的2脚、107脚接晶体振荡器Y1的4脚，集成电路U1的21脚、25脚、31脚、64脚接集成电路 U4的2脚、6脚、1脚、5脚，集成电路U1的156?158脚接集成电路U2的5脚，集成电路U1的98脚、 99脚、101脚接集成电路U3的5脚，集成电路U1的4脚接按键SW3的一端、5脚接按键SW1的一端、85脚接按键SW4的一端、86脚接按键SW2的一端，集成电路U1的23脚、47脚、57脚、69脚、79 脚、104脚、127脚、137脚、149脚、159脚接3V电源，集成电路U1的160脚、114脚、92脚、46脚、24 脚、3脚接5V电源，集成电路U1的44脚、2脚、12脚、13脚、34脚、35脚、51脚、63脚、75脚、80脚、 83脚、93脚、103脚、115脚、126脚、131脚、143脚、155脚接地，插座J1的5脚接地，插座J2的1脚接3V电源、3脚接地，插座J4的1脚接3V电源、3脚接地，插座J5的3脚接地、1脚接3V电源，插座J7的3脚接地、1脚接3V电源，插座J2和插座J4以及插座J5和插座J7上连接有温度传感器，温度传感器的型号为AM2305,温度传感器用于检测实施温度，晶体振荡器Y1的1脚接3V电源、3 脚接地；集成电路U1的型号为EPF8820AQC160-4,集成电路U2和集成电路U3的型号为 HK4100F-DC3V，集成电路U4的型号为EPCS16。
[0008]本实用新型控制部分采用FPGA电路，支持4路温度测量，测量精度高，可实时存储温度数据，具有电路简单、调试方便的优点，在节水灌溉技术领域可广泛推广使用。【附图说明】
[0009]图1是本实用新型的电气原理方框图。
[0010]图2是本实用新型的电子原理线路图。【具体实施方式】
[0011]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明，但本实用新型不限于下述的实施方式。
[0012]在图1、2中，本实施例的节水灌溉地温水温监控装置由按键电路、存储电路、FPGA 电路、加热控制电路、降温控制电路连接构成，按键电路的输出端接FPGA电路，存储电路与 FPGA电路相连，加热控制电路的输入端接FPGA电路，降温控制电路的输入端接FPGA电路。
[0013]本实施例的按键电路由按键SW1?SW4，电阻R1?R4连接构成，按键SW1的一端接 FPGA电路并通过电阻R2接3V电源，按键SW3的一端接FPGA电路并通过电阻R1接3V电源，按键 SW2的一端接FPGA电路并通过电阻R4接3V电源，按键SW4的一端接FPGA电路并通过电阻R3接 3V电源，按键SW1?SW4的另一端接地。
[0014]本实施例的FPGA电路由集成电路U1、晶体振荡器Y1、插座J1、插座J2、插座J4、插座 J5、插座J7连接构成，集成电路U1的型号为EPF8820AQC160 - 4。集成电路U1的17脚、102脚、27 脚、29脚接插座J1的4?1脚，集成电路U1的50脚接插座J2的2脚、49脚接插座J4的2脚、52脚接插座J5的2脚、62脚接插座J7的2脚、107脚接晶体振荡器Y1的4脚，集成电路U1的21脚、25 脚、31脚、64脚接存储电路，集成电路U1的156?158脚接加热控制电路，集成电路U1的98脚、 99脚、101脚接降温控制电路，集成电路U1的4脚接按键SW3的一端、5脚接按键SW1的一端、85 脚接按键SW4的一端、86脚接按键SW2的一端，集成电路U1的23脚、47脚、57脚、69脚、79脚、 104脚、127脚、137脚、149脚、159脚接3V电源，集成电路U1的160脚、114脚、92脚、46脚、24脚、 3脚接5V电源，集成电路U1的44脚、2脚、12脚、13脚、34脚、35脚、51脚、63脚、75脚、80脚、83 脚、93脚、103脚、115脚、126脚、131脚、143脚、155脚接地，插座J1的5脚接地，插座J2的1脚接 3V电源、3脚接地，插座J4的1脚接3V电源、3脚接地，插座J5的3脚接地、1脚接3V电源，插座J7 的3脚接地、1脚接3V电源，插座J2和插座J4以及插座J5和插座J7上连接有温度传感器，温度传感器的型号为AM2305,温度传感器用于检测实施温度，晶体振荡器Y1的1脚接3V电源、3脚接地。[0〇15 ]本实施例的存储电路由集成电路U4构成，集成电路U4的型号为EPCS16。集成电路 U4的5脚接集成电路U1的64脚、1脚接集成电路U1的31脚、6脚接集成电路U1的25脚、2脚接集成电路U1的21脚、3脚和7脚以及8脚接3V电源、4脚接地。
[0016]本实施例的加热控制电路由集成电路U2和插座J3连接构成，集成电路U2的型号为HK4100F-DC3V，集成电路U2的5脚接集成电路U1的156脚和157脚以及158脚、2脚接地、1脚和 6脚接220V交流电、4脚接插座J3的3脚和4脚，插座J3的1脚和2脚接地。[〇〇17]本实施例的降温控制电路由集成电路U3和插座J6连接构成，集成电路U3的型号为 HK4100F-DC3V，集成电路U3的5脚接集成电路U1的98脚和99脚以及101脚、2脚接地、4脚接插座J6的3脚和4脚、1脚和6脚接220V交流电。[〇〇18]本实用新型的工作原理如下:
[0019]系统加电，集成电路U1开始初始化工作，首先，从晶体振荡器Y1的4脚输出时钟信号;其次，进行电路配置工作:4路温度测量模块的控制逻辑，按键SW1?SW4的控制逻辑，存储器的读写控制逻辑即集成电路U4的控制逻辑，加热的通断控制逻辑即集成电路U2的控制逻辑，降温的通断控制逻辑即集成电路U3的控制逻辑。
[0020]此后，电路开始正常工作。首先，集成电路U1设定控制的温度数据，设定的温度数据通过按键输入来实现的，其中，按键SW1用作温度数据加，按键SW2用作温度数据减，按键 SW3用作确认控制，按键SW4用作取消控制。其次，集成电路U1启动4路温度测量模块的控制逻辑，进行温度检测。信号从插座J2的2脚输出，输入到集成电路U1的50脚;从插座J4的2脚输出，输入到集成电路U1的49脚;从插座J5的2脚输出，输入到集成电路U1的52脚;从插座J7 的2脚输出，输入到集成电路U1的62脚。随后集成电路U1进行实时温度数据存储，信号从集成电路U1的21脚、25脚、31脚、64脚输出，输入到集成电路U4的2脚、6脚、1脚、5脚。最后，集成电路U1进行实时温度与设定温度比较，并产生相应的控制操作。
[0021]当实时温度小于设定温度，启动加热控制逻辑，信号从集成电路U1的156脚、157 脚、158脚输出，输入到集成电路U2的5脚，启动插座J3上的加热模块装置；当实时温度大于设定温度，启动降温控制逻辑，信号从集成电路U1的98脚、99脚、101脚输出，输入到集成电路U3的5脚，启动插座J6上的降温模块装置。
【主权项】
1.一种节水灌溉地温水温监控装置，其特征在于它具有:对整个装置进行控制的FPGA电路；按键电路，该电路的输出端接FPGA电路；存储电路，该电路与FPGA电路相连；加热控制电路，该电路的输入端接FPGA电路；降温控制电路，该电路的输入端接FPGA电路。2.根据权利要求1所述的节水灌溉地温水温监控装置，其特征在于:所述的FPGA电路 为:集成电路U1的17脚、102脚、27脚、29脚接插座J1的4?1脚，集成电路U1的50脚接插座J2 的2脚、49脚接插座J4的2脚、52脚接插座J5的2脚、62脚接插座J7的2脚、107脚接晶体振荡器 Y1的4脚，集成电路U1的21脚、25脚、31脚、64脚接集成电路U4的2脚、6脚、1脚、5脚，集成电路 U1的156?158脚接集成电路U2的5脚，集成电路U1的98脚、99脚、101脚接集成电路U3的5脚， 集成电路U1的4脚接按键SW3的一端、5脚接按键SW1的一端、85脚接按键SW4的一端、86脚接 按键SW2的一端，集成电路U1的23脚、47脚、57脚、69脚、79脚、104脚、127脚、137脚、149脚、 159脚接3V电源，集成电路U1的160脚、114脚、92脚、46脚、24脚、3脚接5V电源，集成电路U1的 44脚、2脚、12脚、13脚、34脚、35脚、51 脚、63脚、75脚、80脚、83脚、93脚、103脚、115脚、126脚、 131脚、143脚、155脚接地，插座J1的5脚接地，插座J2的1脚接3V电源、3脚接地，插座J4的1脚 接3V电源、3脚接地，插座J5的3脚接地、1脚接3V电源，插座J7的3脚接地、1脚接3V电源，插座 J2和插座J4以及插座J5和插座J7上连接有温度传感器，温度传感器的型号为AM2305,温度 传感器用于检测实施温度，晶体振荡器Y1的1脚接3V电源、3脚接地;集成电路U1的型号为 EPF8820AQC160-4,集成电路U2和集成电路U3的型号为HK4100F - DC3 V，集成电路U4的型号为 EPCS16〇
【文档编号】G05D23/19GK205594470SQ201620295687
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月11日
【发明人】王国章, 尚敏娟, 冯宏伟
【申请人】榆林学院