[发明专利]基于FPGA的灌溉控制系统

权利要求书

1.基于FPGA的灌溉控制系统，其特征在于:基于FPGA的灌溉控制系统,包括控制器(1)、控制面板(2)、驱动电路(3)和电磁阀，其中，电磁阀用于管路的打开或关闭，控制器(1)与上位机和控制面板(2)相连，接收来自上位机的灌溉命令和人工输入的控制命令，并进行分析处理，控制驱动电路(3)开启或关闭电磁阀，实施灌溉。

2.如权利要求1所述的基于FPGA的灌溉控制系统，其特征在于：控制器(1)由FPGA模块(4)和通信模块(5)组成，通信模块(5)与上位机相连，FPGA模块(4)与通信模块(5)和控制面板(2)相连。

3.如权利要求1和2所述的基于FPGA的灌溉控制系统，其特征在于：每个管路设有一个电磁阀，控制不超过16个田块或大棚的灌溉，所述控制面板(2)由LED显示和键盘控制模块（6）、田块状态模块(7)、键盘输入模块(8)和数码管显示模块(9)组成，LED显示和键盘控制模块（6）与FPGA模块(4)、田块状态模块(7)、键盘输入模块(8)和数码管显示模块(9)相连，田块状态模块(7)由4×4发光二极管阵列组成，发光二极管对应表示FPGA模块(4)内部存储的田块状态，包括缺水(长亮)、正在灌溉(闪烁)和正常(不亮)三个状态，键盘输入模块(8)为4×4小键盘，提供用户指令的输入，通过LED显示和键盘控制模块（6）传输给FPGA模块(4)进行处理，数码管显示模块(9)包括12个共阴极数码管，显示年月日时分秒或用户输入。

4.如权利要求3所述的基于FPGA的灌溉控制系统，其特征在于：所述的LED显示和键盘控制模块(6)由两片HD7279A组成，一片HD7279A(U1)连接8位共阴极数码管和4×4小键盘，实现按键识别和低8位数据显示，另一片HD7279A(U2)连接4×4发光二极管阵列和4位共阴极数码管，显示田块状态和高4位数据；当有键按下时，连接键盘的HD7279A(U1)的key信号变高。控制器接收该信号后，向该HD7279A(U1)发送命令读取键值，并发送命令控制HD7279A将按键显示在数码管上。

5.如权利要求4所述的基于FPGA的灌溉控制系统，其特征在于：所述的FPGA模块(4)内部包括数据收发模块、命令接收及日志上传模块、面板控制模块、键盘命令接收模块、键盘命令处理模块、田间管理模块、时间管理模块、用户管理模块和数码管显示模块，数据收发模块实现诊断决策系统（运行在上位机上）与FPGA之间的数据传输，命令接收及日志上传模块通过数据收发模块接收诊断决策系统发送来的灌溉命令并向上位机上传日志文件，田间管理模块根据接收到的灌溉命令对指定区域按照规定的灌水量等进行灌溉，当人工进行干预时，用户首先要通过身份验证后才能输入命令，用户由用户管理模块管理，面板控制模块接收控制面板上键盘输入和控制控制面板上的数据和状态显示，键盘命令接收模块接收键盘输入并将其组装成命令交给键盘命令处理模块，键盘命令处理模块完成命令规定的操作或把命令转交给专门的模块处理，时间管理模块负责系统时间的管理，要显示的数据经过数码管显示模块处理后在数码管上显示。

6.如权利要求5所述的基于FPGA的灌溉控制系统，其特征在于：所述的FPGA模块(4)中的FPGA采用A3P030-VQ100芯片,无需外接存储芯片。

7.如权利要求6所述的基于FPGA的灌溉控制系统，其特征在于：所述的驱动电路(3)由电源电路(10)和电磁阀驱动电路(11)组成，用以提供系统运行所需电压并控制电磁阀的打开或关闭来实施灌溉。