数据采集卡在农田滴灌自动化控制系统中的应用

通过计算机控制系统，利用各种传感器，自动采集 、监测农田土壤水分、土壤温度、大气温度、大气相对湿度、田间水分蒸发量和土壤全盐含量等农田环境参数，根据这些参数结合数学模型可预测需灌时日和需灌水量，显示有关农田温度、湿度变化状况，为自动化灌溉系统提供控制信息、传递控制信号，并结合作物需水规律实施灌溉，为农作物的生长提供科学合理的灌溉方案，实现降低劳动强度，增加作物生产效益的目的。

控制系统组成：

本系统由多路传感器（10路水势、6路温度传感器、4路盐分传感器，降水量、蒸发量、压力、水位传感器各2路）、管道阀门、水泵、计算机系统、数据采集卡(SFPCI-6131)及状态监测等外部设备组成。

1.系统硬件构成

系统原理框图

2.系统软件构成

农田环境参数采集与滴灌自动控制管理系统，采用WINDOWS平台。

3.系统特性和主要功能

该系统是用于自动监测土壤水分、蒸发量、降水量、土壤温度、大气温度、大气相对湿度、土壤盐分、地下水位、管道压力等参数，根据数学模型预测需灌时日和需灌水量，显示有关农田温度、湿度变化状况，并为自动灌溉系统提供控制信号，按照作物需水规律实施精确灌溉。具有准确性，减少劳动强度，可实现无人值守的特点。

4.实际应用

实际应用中，根据不同季节、作物生长情况可以灵活调节供水、供肥量，节水，节肥，节约人工，增产效果明显，系统长时间不间断运行，稳定可靠，得到客户好评。

实际在麦田中的应用，1#、2#地块管理方式是人工管理，3#、4#地块管理方式是自动化控制管理。相同面积的地块，人工管理田地和自动化控制系统管理田地下，粮食产量的对比。在采用了计算机控制下的自动灌溉，灌水量、灌水时间完全可以根据小麦的土壤条件、生长阶段等指标合理计算控制，使得自动化控制管理的地块在同等气候、施肥条件下产量远高于人工管理的地块。产量表格如下。

SFPCI-6131数据采集卡

技术参数

模入部分（以下简称AD）
 AD通道数：单端32路、双端16路；
 AD信号范围： -1.25V～+1.25V；-2.5V～+2.5V； -5V～+5V；－10V～＋10V；
 输入阻抗：≥ 10MΩ
 AD转换分辨率：16位
 AD转换速度：200KHZ
 AD数据先进先出缓冲存储器（FIFO）存储深度：4K字
 AD触发方式：软件触发；定时触发；外部触发；阈值触发；
 AD通讯方式：AD转换结束中断、FIFO半满中断、程序查询；
 AD转换非线性误差：±3LSB
模出部分（以下简称DA）
 DA通道数：4路
 DA范围： 0～5V；0～10V；-5V～+5V；－10V～＋10V；
 DA转换分辨率：16位
 DA转换建立时间：   ≤ 10μS
 4路DA加电输出状态：加电同时自动输出下限电平
数字量输入输出部分（以下简称DI/DO）
 DI：8路；
 DO：8路；
 输入输出电平：TTL／CMOS电平兼容；
定时/计数器部分（以下简称T／C）
 内部基准时钟：2MHz，占空比50％
 定时/计数通道：4个32位定时/计数通道