基于FPGA的土壤數(shù)據(jù)采集系統(tǒng).pdf

1、土壤承載著人類的生存發(fā)展、維持著地球生態(tài)系統(tǒng)的平衡。土壤數(shù)據(jù)的采集能使人們更直觀、全面的理解分析土壤，有助于更合理的種植植物，讓人們更關(guān)注土壤污染。本文就如何定量采集土壤數(shù)據(jù)設(shè)計了基于FPGA的土壤數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，采集參量為土壤溫濕度和土壤酸堿度，論述了采集原理，搭建了硬件采集平臺，編寫了軟件控制程序，分析了采集數(shù)據(jù)。
　　論文的主要工作如下：
　?。?）分析了常用土壤數(shù)據(jù)采集方法的優(yōu)缺點(diǎn)，提出基于 FPGA的土壤數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

2、。本文創(chuàng)新點(diǎn)有：用 FPGA控制 SHT11傳感器采集溫濕度、用酸堿度電極在 FPGA平臺完成土壤酸堿度采集、用Verilog HDL語言編寫模擬I2C總線程序、完成后的土壤數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以在一定程度上替代昂貴的專業(yè)儀器。
　?。?）硬件部分采用Altera公司的颶風(fēng)二代FPGA芯片EP2C8Q208C8、SHT11溫濕度傳感器、酸堿度電極、RS232通訊接口等，設(shè)計了土壤溫濕度采集模塊、土壤酸堿度采集模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、信號放大

3、電路、電源電路模塊、晶振模塊、按鍵模塊、JTAG下載模塊等外圍電路。
　?。?）軟件部分用Verilog HDL語言編程并在Quartus II平臺上進(jìn)行綜合仿真；編寫了模擬I2C總線協(xié)議程序、AD7705模數(shù)轉(zhuǎn)換程序、RS232串口通訊程序等。用LabVIEW完成了上位機(jī)的編寫工作，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)數(shù)據(jù)的實(shí)時顯示功能，從而完成了整個土壤數(shù)據(jù)采集過程。
　　本系統(tǒng)數(shù)據(jù)與專業(yè)儀器的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，結(jié)果表明，本系統(tǒng)能夠精確的采集土壤