本實用新型屬于自動控制技術領域，具體涉及到一種節水灌溉流量監控綜合控制裝置。

背景技術：

節水灌溉是現代農業需求，提高農業用水效率、農民增產增收及生態環境建設等方面發揮著重要作用。節水灌溉既要按時按量進行灌溉，又要根據作物生長的需求，科學合理的灌溉。溫度是農業科學的重要內容。溫度直接影響著作物病蟲害的發生、發展；影響著作物生育期的長短與各發育期的長短與各發育期出現的早晚；影響著作物的發育速度。溫度是作物生存及生長發育的重要條件。精確地控制地溫水溫，有利于科學研究，是農業科學實驗成功的一個因素。研究節水灌溉地溫水溫監控尤為重要。目前，節水灌溉地溫水溫監控裝置主要有以下幾種：一是，由單片機控制實現的；二是，由處理器控制實現的；三是，由人工手動調節實現的。現有的地溫水溫監控裝置存在以下不足：結構尺寸大，攜帶不方便；電路復雜，每一種平臺的功能多，需要元器件較多；設計集成度不夠，一個控制終端可以有多種實現電路，未整合；設計成本較高，浪費設計材料，整合電路成本少于獨立電路成本和；調試不方便，不能在線調試，需要借助其它手段；電路設計不完善，未能設置一些故障電路，考察學生分析能力；不利于學生學習，未能激發學生的創新意識；未能提高學生認識，具有認識的片面性；未能充分鍛煉學生實際動手能力；未能擴充學生知識面，引導學生檢索知識，提高學習的興趣；未能鍛煉學生綜合分析，應用知識的能力；

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題在于克服現有節水灌溉流量監控控制裝置的缺點，提供一種電路簡單、集成度高、成本低、擴展能力強的節水灌溉地溫水溫監控綜合實驗裝置。

解決上述技術問題所采用的技術方案是它具有：對整個裝置進行控制的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的型號為C8051F006，集成電路U2～U5的型號為HK4100F-DC3V，集成電路U6的型號為EPF6016ATC144-3，集成電路U7的型號為PCI9054。

本實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的型號為HK4100F-DC3V，集成電路U6的型號為EPF6016ATC144-3。

本實用新型外圍元器件較少，電路簡單，將不同平臺整合到一塊，集成度高，元器件都是常用的，成本較低，配套調整方便，使用方便，具有PCI接口，便于與外圍設備高速傳輸數據，可以實現不同接口對接，擴展能力強，采用硬件實現算法，數據處理速度快，調試方便，可在線調試，具有多種控制手段，方便，快捷。

附圖說明

圖1是本實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。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步詳細說明，但本實用新型不限于下述的實施方式。

在圖1、2、3、4中，本實施例的一種節水灌溉地溫水溫監控綜合實驗裝置由FPGA電路、PCI電路、控制電路、加熱控制電路連接構成，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。

本實施例的控制電路由集成電路U1構成，集成電路U1的型號為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。

本實施例的PCI電路由集成電路U7、插座J8連接構成，集成電路U7的型號為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連接構成，集成電路U6的型號為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。

本實施例的加熱控制電路由集成電路U2～U5、插座J1～J4連接構成，集成電路U2～U5的型號為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。

本實用新型的工作原理如下：

系統上電，電路開始初始化工作。此后，系統正常工作。集成電路U6時刻檢測2路溫度傳感器數據，并產生傳感器接收的控制時序，接收溫度數據。信號從插座J6的引腳2輸出，輸入到集成電路U6的引腳1。信號從插座J7的引腳2輸出，輸入到集成電路U6的引腳16。

當按下開關S1，不按下開關S2和下開關S3，控制器電路被選用。此時,是用控制器進行節水灌溉地溫水溫控制。控制數據信號從集成電路U1的引腳31,34～40輸出到集成電路U6。集成電路U6產生總線的邏輯控制時序，接收從集成電路U1發送的數據；此后，集成電路U6對溫度數據和控制數據進行處理，并產生4路加熱邏輯控制時序。控制信號從集成電路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。

當按下開關S2，不按下開關S1和下開關S3，PCI電路被選用。此時是用PCI電路進行節水灌溉地溫水溫控制。PCI的控制數據從插座J8輸入，由插座J8的引腳1～6，32～57輸出到集成電路U7，經集成電路U7的PCI數據轉變為局部總線數據，數據信號從U7的引腳131～124輸出到集成電路U6，集成電路U6啟動局部總線控制邏輯，接收從插座J8發送的數據；此后，集成電路U6對溫度數據和控制數據進行處理，并產生4路加熱邏輯控制時序。控制信號從集成電路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。

當按下開關S3，不按下開關S1和開關S2，FPGA電路被選用。此時，是用FPGA電路進行節水灌溉地溫水溫控制。集成電路U6對溫度數據處理，并產生4路加熱邏輯控制時序。控制信號從集成電路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。