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數據采集卡在農田滴灌自動化控制系統中的應用

通過計算機控制系統,利用各種傳感器,自動采集 、監(jiān)測農田土壤水分、土壤溫度、大氣溫度、大氣相對濕度、田間水分蒸發(fā)量和土壤全鹽含量等農田環(huán)境參數,根據這些參數結合數學模型可預測需灌時日和需灌水量,顯示有關農田溫度、濕度變化狀況,為自動化灌溉系統提供控制信息、傳遞控制信號,并結合作物需水規(guī)律實施灌溉,為農作物的生長提供科學合理的灌溉方案,實現降低勞動強度,增加作物生產效益的目的。

控制系統組成:

本系統由多路傳感器(10路水勢、6路溫度傳感器、4路鹽分傳感器,降水量、蒸發(fā)量、壓力、水位傳感器各2路)、管道閥門、水泵、計算機系統、數據采集卡(SFPCI-6131)及狀態(tài)監(jiān)測等外部設備組成。

1.系統硬件構成


系統原理框圖


2.系統軟件構成

農田環(huán)境參數采集與滴灌自動控制管理系統,采用WINDOWS平臺。

3.系統特性和主要功能

該系統是用于自動監(jiān)測土壤水分、蒸發(fā)量、降水量、土壤溫度、大氣溫度、大氣相對濕度、土壤鹽分、地下水位、管道壓力等參數,根據數學模型預測需灌時日和需灌水量,顯示有關農田溫度、濕度變化狀況,并為自動灌溉系統提供控制信號,按照作物需水規(guī)律實施精確灌溉。具有準確性,減少勞動強度,可實現無人值守的特點。

4.實際應用

實際應用中,根據不同季節(jié)、作物生長情況可以靈活調節(jié)供水、供肥量,節(jié)水,節(jié)肥,節(jié)約人工,增產效果明顯,系統長時間不間斷運行,穩(wěn)定可靠,得到客戶好評。

實際在麥田中的應用,1#、2#地塊管理方式是人工管理,3#、4#地塊管理方式是自動化控制管理。相同面積的地塊,人工管理田地和自動化控制系統管理田地下,糧食產量的對比。在采用了計算機控制下的自動灌溉,灌水量、灌水時間完全可以根據小麥的土壤條件、生長階段等指標合理計算控制,使得自動化控制管理的地塊在同等氣候、施肥條件下產量遠高于人工管理的地塊。產量表格如下。

SFPCI-6131數據采集卡

技術參數

模入部分(以下簡稱AD)
? AD通道數:單端32路、雙端16路;
? AD信號范圍: -1.25V~+1.25V;-2.5V~+2.5V; -5V~+5V;-10V~+10V;
? 輸入阻抗:≥ 10MΩ
? AD轉換分辨率:16位
? AD轉換速度:200KHZ
? AD數據先進先出緩沖存儲器(FIFO)存儲深度:4K字
? AD觸發(fā)方式:軟件觸發(fā);定時觸發(fā);外部觸發(fā);閾值觸發(fā);
? AD通訊方式:AD轉換結束中斷、FIFO半滿中斷、程序查詢;
? AD轉換非線性誤差:±3LSB
模出部分(以下簡稱DA)
? DA通道數:4路
? DA范圍: 0~5V;0~10V;-5V~+5V;-10V~+10V;
? DA轉換分辨率:16位
? DA轉換建立時間:   ≤ 10μS
? 4路DA加電輸出狀態(tài):加電同時自動輸出下限電平
數字量輸入輸出部分(以下簡稱DI/DO)
? DI:8路;
? DO:8路;
? 輸入輸出電平:TTL/CMOS電平兼容;
定時/計數器部分(以下簡稱T/C)
? 內部基準時鐘:2MHz,占空比50%
? 定時/計數通道:4個32位定時/計數通道




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