太阳光线跟踪系统设计开题报告

- I - 皖西学院本科毕业设计（论文）任务书学院：信息工程学院 专业：电子信息工程学生姓名 学号毕业设计（论文）题目：太阳光线跟踪系统设计毕业设计（论文）内容：太阳能跟踪系统是指通过传感器追踪太阳运动轨迹，利用步进电机带动太阳能电池板始终垂直于太阳光线。高度角电机光线跟踪传感器阵列θα方位角电机毕业设计（论文）要求及应完成的工作：电源模块、按键 -显示模块、 DA 转换模块、稳压模块、 AD 转换模块 ;系统程序；毕业论文。进度安排毕业设计（论文）各阶段任务 起 止 日 期1 查阅相关资料，论证设计方案，填写开题报告 2014.12.25~2015.3.1 2 根据设计方案进行毕业设计，填写中期检查表 2015.3.2~2015.4.1 3 完成毕业设计 2015.4.2~2015.5.15 4 撰写毕业论文初稿 2015.5.16~2015.5.31 5 毕业论文定稿，等待答辩 2015.6.1~2015.6.15 应收集的资料、主要参考文献及实习地点：实习地点：实习单位 / 校内主要参考文献：[1] 杨路明 .C 语言程序设计教程 . 北京：北京邮电大学出版社， 2005 [2] 张义和 , 王敏男 . 例说 51 单片机（ C语言版） . 北京：人民邮电出版社， 2008.4 [3] 王用伦 . 微机控制技术 . 重庆大学出版社， 2004 [4] 余成波 . 传感器原理及应用 . 华中科技大学出版社， 2010.1指导教师签字 : 年 月 日专业负责人签字：年 月 日- II - 皖西学院本科毕业设计（论文）开题报告学院：信息工程学院 专业：电子信息工程学生姓名 学号指导教师 职称毕业设计（论文）题目：太阳光线跟踪系统设计课题研究现状：随着我们生活水平的不断提高，人们对节能环保的意识现在也越累越强了，很多节能环保的小举措在日常生活中是存出不穷啊，例如：生活上，废纸回收利用，水反复使用；工程上，风力发电、天阳能发电、乙醇汽油、电汽车。太阳能作为一种新型能源进入了我们的生活。太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。太阳光普照大地，没有地域的限制无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，且无须开采和运输。每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于 130 万亿吨煤，其总量属现今世界上可以开发的最大能源。开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。根据太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。太阳能利用有光热和光伏。光热的话是现代的太阳热能科技将阳光聚合，并运用其能量产生热水、蒸气和电力。除了运用适当的科技来收集太阳能外，建筑物亦可利用太阳的光和热能，方法是在设计时加入合适的装备，例如巨型的向南窗户或使用能吸收及慢慢释放太阳热力的建筑材料。太阳能发电广泛用于太阳能路灯、太阳能杀虫灯、太阳能便携式系统，太阳能移动电源，太阳能应用产品，通讯电源，太阳能灯具，太阳能建筑等领域。光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置，由几乎全部以半导体物料（例如硅）制成的固体光伏电池组成。由于没有活动的部分，故可以长时间操作而不会导致任何损耗。简单的光伏电池可为手表以及计算机提供能源，较复杂的光伏系统可为房屋提供照明以及交通信号灯和监控系统，并入电网供电。光伏板组件可以制成不同形状，而组件又可连接，以产生更多电能。天台及建筑物表面均可使用光伏板组件，甚至被用作窗户、天窗或遮蔽装置的一部分，这些光伏设施通常被称为附设于建筑物的光伏系统。近年来太阳热水器、太阳电池等产品开始实现商业化，太阳能产业初步建立能源问题是世界性的，向新能源过渡的时期迟早要到来。从长远看，太阳能利用技术和装置的大量应用，也必然可以制约矿物能源价格的上涨。- III - 课题研究目的：预期设计一个太阳能自动追踪系统，利用主要以 C 语言编程实现数据的处理。初步设计追踪的控制系统由信号处理电路、单片机组成。信号处理电路考虑由 A/D 转换电路、放大等电路组成，经过处理后的信号送给单片机进行处理。单片机是控制系统的核心，主要完成对本系统所有信号的采集以实现对称重物体质量，价格的计算。由于主要是以 C语言为主的主控模块进行实现，那么利用 C语言实现自动追踪的程序编译成功后，还需要对编译好的程序进行调试通过，通过调节来观察程序能否实现自动追踪的功能，从而满足最初的设计要求。课题研究内容：设计一个太阳能自动跟踪系统，主控用单片机来实现（具体型号自选）。系统总体指标及相关功能要求：（ 1）系统要求采用光电追踪方式，分析传感器工作原理，分析该传感器大范围、高精度跟踪的可行性。（ 2）分析太阳运行规律，比较国内外主要的几种跟踪方案，提出合理的跟踪策略。（ 3）完成自动跟踪系统控制部分设计：设计光电转换电路；选取合适的控制芯片，分析系统的硬件需求，设计控制系统；设计控制方案，步进电动机以及驱动电路等。（ 4）研究系统机械部分设计相关问题，给出解决方案。（ 5）完成整个硬件电路的制作，并编写相关控制程序，软、硬件综合调试通过。（ 6）其他相关功能拓展及性能等的考虑。课题研究计划：首先要对所需要的单片机进行了解，这需要查阅一定的资料，清楚重量测量所需要实现的功能以及如何实现这些功能，单片机的原理和其所能实现的功能。因为本次研究完成的主要是对太阳的自动追踪设计，其追踪系统主要由光传感器、单片机最小系统、电机控制，电源等组成。根据这些器件以及相关资料，对太阳能自动追踪器所要实现的功能进行编程，并调式通过。在这个过程中，需要查阅相关信息资料。需要编写完整 C语言程序，并通过调试达到预期的效果。具体步骤：（ 1）收集查阅太阳能自动追踪的相关资料，对单片机的应用设计情况进行了熟悉了解；了解不同的设计实现方法，比较现有的相关方案，确定本课题研究和实现方案，然后对方案中的各单元进行了必要的分析和研究。（ 2）对所研究的自动追踪系统的功能进行详细了解，主要由光传感器、单片机系统、电机控制等组成。（ 3）根据太阳能自动追踪所要实现的功能，编写完整的 C 语言程序。完成了编程以后，通过调试通过，看是否满足预先所设想的功能。（ 4）把各个已测试好的模块组装在一起并测试，通过测试，看是否能满足预先所设想的效果。- IV - 主要参考文献：[1] 张泽云，黄家栋，段晓波，光伏发电系统并网时对配电网保护的影响 [J]. 河北电力技术 ,2010(3) [2] 杨肃行．模拟电子技术基础简明教程 [M] ．第 3 版．北京：高等教育出版社， 2005. [3 ］钱晓捷等 . 微型计算机原理及接口技术 北京：机械工业出版社 2000 ．[4] 薛建国．基于单片机的太阳能电池自动追踪系统的设计 [J]. 长春师范学院学报， 2005 ， 24（ 3） :26-30. [5] 张洪润 . 传感器应用设计 300 例（上册、下册） [M]. 北京：北京航空航天大学出版社， 2008.10. [6] Md. Tanvir Arafat Khan. Design and Construction of an Automatic Solar[J].6th International Conference on Electrical and Computer Engineering ICECE 2010, 18-20 December 2010:326-329. [7] 高伟 .AT89 单片机原理与应用 [M]. 北京：国防工业出版社， 2008.02. [8] 徐文灿，袁俊等．太阳能自动跟踪系统的探索与实验 [J] ．物理实验， 2003， 23(9) ： 45-48. [9] O.Bingol, A.Altinta, and Y.Oner. Microcontroller based solartracking system and its implementation[J].Journal of Engineering Sciences, vol.12, 2006: 243 – 248. [10] 来清民 . 传感器与单片机接口与实例 [M]. 北京：北京航空航天大学出版社， 2008.01. 指导教师意见：签字： 年 月 日备注：- V - 皖西学院本科毕业设计（论文）指导教师意见表学院：信息工程学院 专业：电子信息工程毕业设计（论文）题目：太阳光线跟踪系统设计学生姓名 学 号指导教师 职 称指导教师评语：评分（满分 100 分）指导教师签字：年 月 日备注：- VI - 皖西学院本科毕业设计（论文）评阅教师意见表学院：信息工程学院 专业：电子信息工程毕业设计（论文）题目：太阳光线跟踪系统设计学生姓名 学 号评阅教师 职 称评阅教师评语：评分（满分 100 分）评阅教师签字：年 月 日备注：- VII - 皖西学院本科毕业设计（论文）答辩记录表学院：信息工程学院 专业：电子信息工程毕业设计（论文）题目：太阳光线跟踪系统设计学生姓名 学 号指导教师 职 称答辩小组成员签字答辩记录：答辩小组评语：答辩小组综合评分（满分 100 分）答辩小组组长签字：月 日答辩小组评分（ 40%）评阅教师评分（ 20%）初评答辩委员会意见：1、同意初评等级（ ）指导教师评分（ 40%）- VIII - 综合得分等级 2、参加二次答辩（ ）签字： 月 日皖西学院本科毕业设计（论文）二次答辩记录表学院：信息工程学院 专业：电子信息工程毕业设计（论文）题目：太阳光线跟踪系统设计学生姓名 学 号指导教师 职 称答辩委员会委员签字：答辩记录：答辩委员会评语：- IX - 答 辩 委员会最终评定等级答辩委员会主任签字：年 月 日