基以avr单片机的太阳能跟踪器设计和实现 开题报告.docx

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1、开题报告题目基以avr单片机的太阳能跟踪器选题类型一、选题依据（简述国内外研究现状、生产需求状况，说明选题目的、意义，列出主要参考文献）：1低碳环保节能我国幅员辽阔，且多处于中低纬度，太阳能资源十分丰富，研究和重视太阳能开发利用。对于我国低碳、环保、节能及环境持续发展乃至全球环境保护有着深远的意义。2太阳能在能源发展中的优势随着20世纪70年代的能源危机，全球环境污染日趋严重，加上各个领域新型技术对低碳、环保、节能的迫切需要，形成了一轮太阳能利用的新高潮。太阳能任能源发展中占有相当凸出的优势：（1）无污染性：人类比以往更强烈地认识到，实现可持续发展、环境保护是发展进程的一个整体组成部分，环境与

2、发展不能相互脱离。利用太阳能作能源，真正意义上实现低碳、环保、节能：这在环境污染日趋严重的今天显得尤为可贵。（2）经济性：随着太阳能利用技术的一发展，太阳能利用的成本已经大大下降。专家们的预测和研究一致认为：21世纪人类最清洁，最廉价的能源就是太阳能。鉴于以上的原因，开发太阳能的利用有着重大的意义。面为提高太阳能利用效率，有必要完善太阳追踪系统。3本设计的目的及意义太阳追踪自动控制系统是利用太阳能不可缺少的重要组成部分，而完善太阳追踪装置是充分利用太阳能和环境保护必不可少的重要组成部分。另外，计算机在自动化技术中发挥着极其蘑要的作用。本设计是一套以单片机为控制核心的太阳自动追踪控制系统，能够随

3、着太阳光照射方向的变化而使太阳能扳始终与太阳光线垂直。具体要求为结构简单、成本低，不但能在晴天时正常追踪太阳，当突然出现阴天时也能自动追踪，这样就提高了追踪的精度。本设计的目的是为了更充分的利用太阳能、提高太阳能的利用率。二、主要研究（设计）内容、研究（设计）思路及工作方法或工作流程本设计的主要内容这里所设计的太阳自动追踪系统是以单片机为控制核心的自动控制系统，整个系统是通过硬件、软件共同作用的结果，因此设计内容可以分为两个部分：1、硬件部分通过三步来实现：选择芯片以及电路元件、连接电路图。电路主要包括下面几部分：（1）光电检测电路的设计：这部分电路要实现的功能是通过光敏元件来判断太阳的朝向，

4、将光信号转换为电信号，传送给单片机。（2）单片机控制电路的设计：本系统需要控制两个电动机的正反转，当单片机接收到由光电检测电路发出的信号之后作出判断，然后控制电动机的转动。时钟电路的设计：由于系统中要进行时间的控制，因此需要使用时钟电路。显示电路的设计：采用芯片来驱动显示器，用来显示时间。辅助电路：复位电路及振荡电路（固定接法）、按键电路。2、软件部分程序的编写：在硬件电路连接的基础上利用avr单片机语言编写配套软件，对软硬件联合调试，直到系统稳定运行。2太阳自动追踪控制系统的总体设计2.1太阳自动追踪方式的选择目前，太阳追踪方式很多，基于单片机系统的追踪方式比较实用，因为单片机系统具有体积小

5、、造价低、控制灵敏等优点，比较常见的有光电检测追踪方式和视日运动轨迹追踪方式，这里设计的太阳自动追踪系统存借鉴前人研究成果的基础上，综合了两种追踪方式的优点.巧妙的将两种追踪方式结合在一起，使得系统更加稳定，下面对两种追踪方式分别作一下介绍。光电检测追踪方式是首先通过光敏传感器将光佶号转换为电信号，单片机接收到电信号，进而控制电动机转动。配合机械装置，达到追踪的目的。视日运动轨迹追踪（在下文中称视日运动轨迹追踪为太阳角度追踪，因为它是基于对太阳高度角和太阳方位角的计算而进行追踪的），在太阳角度追踪模式下，系统从外部时钟芯片中读取时间，利用这个时间来计算当时的太阳高度角和太阳方位角，每隔一段时间

6、读取一次，计算一次太阳角度值.同时计算出两次之间的角度差，利用这个角度差来控制电机的转动时间。大体的工作流程是这样的，开机之后，系统检测当时是白天还是黑夜，这是由一个光电检测电路来检测的，当系统检稠到是黑夜时，那么系统停止运行；如果系统检测到的是白天，那么系统首先按照光电检测追踪方式进行追踪，当遇到阴天时，系统会自动转到太阳角度追踪模式下，继续进行追踪，因为太阳角度追踪模式在没有太阳的情况下也能进行追踪，当阴天过后出现晴天时，系统义会自动转到光电追踪模式下进行追踪。这样采用两种追踪方式结合，两种追踪方式互相补充，使系统运行更加稳定，提高了系统追踪的精度。研究课题及相关理论编写程序硬件设计修改程序或硬件总体设计硬件及软件软硬件结合选择控制方式V选择单片机选择追踪方式开发流程图主程序程序流程图三、毕业设计（论文）工作进度安排指导教师难度份量综合训练程度是否隶属科研项目是否具有创新性审见评意指导教师签字：年月日院业计*)导员审意学毕设优指委会核见教学院长：（公章）年月日