[实用新型]一种基于FPGA的土壤湿度检测系统

说明书

技术领域

本实用新型属于农业、电子技术和自动控制技术领域，涉及一种用于检测土壤湿度的系统，特别涉及一种基于FPGA的土壤湿度检测系统。 

背景技术

土壤湿度表示一定深度土层的土壤干湿程度的物理量，又称之为土壤水分含量。土壤湿度决定农作物的水分供应状况。土壤湿度过低，形成土壤干旱，光合作用不能正常进行，降低作物的产量和品质，严重缺水导致作物凋萎和死亡。土壤湿度过高，导致土壤通气性较差，影响土壤微生物的活动，使作物根系的呼吸、生长等生命活动受到阻碍，从而影响作物地上部分的正常生长，造成徒长、倒伏、病害滋生等。土壤水分的多少还影响田间耕作措施和播种质量，并影响土壤温度的高低。所以，及时准确的检测到土壤水分含量至关重要。一般的检测方法有：重量电阻法、中子法等，存在耗费过多人力和财力，检测周期较长、误差较大等问题。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种检测周期短，精度较高的基于FPGA的土壤湿度检测系统，节省人力物力。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种基于FPGA的土壤湿度检测系统，包括FPGA最小系统，FPGA最小系统分别与A/D转换电路、复位电路、晶振电路、电源电路和显示电路相连接，A/D转换电路与土壤湿度传感器电路相连接，电源电路还分别与土壤湿度传感器电路、A/D转换电路、FPGA最小系统、晶振电路和显示电路相连接。

本实用新型检测系统以FPGA最小系统为主处理器，通过采集土壤湿度数值，能够快速、直观、准确的测量土壤湿度并显示，实现对土壤湿度快速、准确、直观的检测，为广大劳作人民种植农作物提供数学依据，给解决“三农”问题提供数值依据。具有电路结构简单、检测效率和检测精度高，性能稳定可靠，误差小的特点。

本检测系统相比于现有的土壤湿度检测系统的优点：运行速度快；抗干扰性好；工作电源电压范围宽，单电源、双电源均可工作，单电源：2～36V，双电源：±1～±18V；消耗电流小，ICC=0.8mA；输入失调电压小，VIO=±2mV；共模输入电压范围宽，VIC=0～VCC-1.5V；输出与TTL，DTL，MOS，CMOS 等兼容。在同一时间，分别用现有的检测系统和实用新型检测系统对同一片土壤进行湿度检测：用现有的检测系统检测十次，检测到的该片土壤的湿度值依次为：3.12%、3.08%、3.11%、3.07%、3.15%、3.08%、3.15%、3.01%、3.14%和3.09%，平均值为3.10%；用本实用新型检测系统检测十次，检测到的该片土壤的湿度值依次为：2.73%、2.70%、2.71%、2.70%、2.73%、2.72%、2.70%、2.71%、2.70%和2.71%，平均值为2.71%；而同一时间该片土壤湿度的官方数据为2.69%。故而本实用新型检测系统的检测精度高。

附图说明

图1是本实用新型检测系统的结构示意图。

图2是本实用新型检测系统中土壤湿度传感器电路的示意图。

图3是本实用新型检测系统中A/D转换电路的示意图。

图4是本实用新型检测系统中晶振电路的示意图。

图5是本实用新型检测系统中显示电路的示意图。

图6是本实用新型检测系统中复位电路的示意图。

图7是本实用新型检测系统中电源电路的示意图。

图8是本实用新型检测系统中FPGA最小系统的示意图。

图9是本实用新型检测系统的流程图。

图1中：1.土壤湿度传感器电路，2.A/D转换电路，3.复位电路，4.FPGA最小系统，5.电源电路，6.晶振电路，7.显示电路。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

如图1所示，本实用新型土壤湿度检测系统，包括电源电路5和FPGA最小系统4，FPGA最小系统4分别与A/D转换电路2、复位电路3、晶振电路6和显示电路7相连接，A/D转换电路2与土壤湿度传感器电路1相连接，电源电路5分别与土壤湿度传感器电路1、A/D转换电路2、FPGA最小系统4、晶振电路6和显示电路7相连接。