基于fpga的土壤数据采集系统

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2、虽，響／．．—．：二〇五年五月．．、苗；准松編譲議ｉ．？－．＇■：ｒ＇■．．＜‘．１’■‘■手＇Ｖ’＾＇．，一心Ｖ，．，：．＇巧省養／．＇．Ｉ－．’－呼思＼ｆ诗ｙｓ至早硕士学位论文M.D.Thesis基于FPGA的土壤数据采集系统SoildataacquisitionsystembasedonFPGA张道ZhangDao二○一五年五月独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取。，论得的研究成果尽我所知，除了文中特别加

3、臥标注和致谢的地方外文中不包括其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西北一师范大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。＇日期＇签名：（｝；＿关于论文使用授权的说明目、：本人完全了解西北师范大学有关保留使用学位论文的规定，日，允许论文被查阅和借阅学校有权保留送交论文的复印件；学校可公、布论文的全部或部分内容，可Ｗ采用影印缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵巧此规定）

4、／‘签名歇心：曰期：啥屋：＾．＿导师签名未手西北师范大学硕士学位论文摘要土壤承载着人类的生存发展、维持着地球生态系统的平衡。土壤数据的采集能使人们更直观、全面的理解分析土壤，有助于更合理的种植植物，让人们更关注土壤污染。本文就如何定量采集土壤数据设计了基于FPGA的土壤数据采集系统，采集参量为土壤温湿度和土壤酸碱度，论述了采集原理，搭建了硬件采集平台，编写了软件控制程序，分析了采集数据。论文的主要工作如下：（1）分析了常用土壤数据采集方法的优缺点，提出基于FPGA的土壤数据采集系统。本文创新点有：用FPGA控

5、制SHT11传感器采集温湿度、用酸碱度电极在FPGA2平台完成土壤酸碱度采集、用VerilogHDL语言编写模拟IC总线程序、完成后的土壤数据采集系统可以在一定程度上替代昂贵的专业仪器。（2）硬件部分采用Altera公司的飓风二代FPGA芯片EP2C8Q208C8、SHT11温湿度传感器、酸碱度电极、RS232通讯接口等，设计了土壤温湿度采集模块、土壤酸碱度采集模块、模数转换模块、信号放大电路、电源电路模块、晶振模块、按键模块、JTAG下载模块等外围电路。（3）软件部分用VerilogHDL语言编程并在QuartusI

6、I平台上进行综合仿真；编写2了模拟IC总线协议程序、AD7705模数转换程序、RS232串口通讯程序等。用LabVIEW完成了上位机的编写工作，实现了系统数据的实时显示功能，从而完成了整个土壤数据采集过程。本系统数据与专业仪器的采集数据进行对比，结果表明，本系统能够精确的采集土壤温湿度和土壤酸碱度数值，数据精度相对较高，满足现代农业对土壤数据精度的要求，可以作为土壤综合分析系统的前置机，具有一定的商业使用价值。2关键词：土壤温湿度；土壤酸碱度；FPGA；模拟IC总线；LabVIEWI基于FPGA的土壤数据采集系统Abs

7、tractSoilcarrythehumansurvivalanddevelopment;maintainthebalanceoftheearth'secologicalsystem.Collectingsoildatamakepeoplemoreintuitiveandcomprehensiveanalysisthesoil,contributetocropplantsmorerationalandmakepeoplepaymoreattentiontosoilpollution.Inthisthesis,desig

8、nasoildataacquisitionsystembasedonFPGAinordertostudyhowtocollectsoildata,acquisitionparametersaresoiltemperatureandhumidityandsoilpH.Thisthesisdiscussestheprincipleof