基于GPS的太阳灶跟踪系统的研究

发布时间：2021-08-04 23:03

　　阳光的有效跟踪对于太阳灶有效利用太阳能具有重要意义。系统主要是通过控制器MSP430F1611对GPS模块GR-87的经纬度等信息进行处理,获得太阳高度角和方位角,与装置上角度传感器测得的高度角和方位角做比较,然后驱动步进电机带动装置垂直和水平方向运动,以实现对阳光的跟踪功能。测试结果表明:设计的太阳灶模拟装置实现了自动跟踪太阳的功能,方位角跟踪误差小于3°,高度角跟踪误差小于1°。 

【文章来源】：现代信息科技. 2020,4(10)

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

太阳灶模拟结构

如图2所示太阳灶自动跟踪系统主要由以下模块组成:太阳灶模块、控制器模块、GPS模块、光强检测、电机驱动模块、角度测量模块、显示模块。在单片机正常工作下,单片机接收GPS输出的时间、经纬度等信息计算太阳的高度角和方位角,通过角度传感器及其采集模块判断装置所处的高度角、方位角信息,单片机控制步进电机驱动太阳灶水平和垂直方向转动,直至测量角度接近理论角度;同时对光强进行检测,判断是否进入休眠状态,当系统处于非休眠状态下,控制太阳灶对太阳进行跟踪。为了方便知道系统的状态,把相关的主要信息通过液晶显示出来。各模块的实现方式如下:

系统软件采用模块化设计的方法。模块化是把各功能相对独立的程序模块作为子函数,主程序是一个不断循环的检测结构。当系统上电自检、初始化后,系统进入中断控制,然后显示数据,最后进入到死循环中,如图3所示。在单片机正常工作下,接收GPS信息,转换为时间、经纬度等信息,检测是否进入休眠状态,通过ADC检查高度角、方位角信息,然后利用液晶模块把数据显示出来。当系统处于非休眠状态下,控制太阳灶对太阳进行跟踪。当太阳灶完成对太阳的正确跟踪后,单片机进入下一个循环执行指令。跟踪模块软件是本系统的核心模块,其他模块均被本模块调用。为了提高系统的稳定性,在设计两个方向的跟踪时,选择首先调整高度角,然后调整方位角,如图4所示。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于单片机的跟踪式太阳能追光控制系统[J]. 叶伟慧,廖才,石金强,陈国康,许迎彬.  智能计算机与应用. 2020(01)
[2]一种高精度太阳位置算法[J]. 杜春旭,王普,马重芳,吴玉庭,申少青.  能源工程. 2010(02)
[3]基于单片机的GPS定位信息处理[J]. 赵志礼,孟庆辉,张松涛,杨云峰.  电子测试. 2009(10)



本文编号：3322562