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基于51单片机的高精度太阳跟踪系统的研制

Development of High-Precision Solar Tracking System Based on 51 Microcontroller

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摘要

在传统的太阳跟踪系统设计中,主要采用光电跟踪与视日跟踪方法。设计了一种基于CMOS摄像头的高精度太阳自动跟踪仪,上位机通过NI公司的虚拟 仪器开发平台Labview来设计跟踪软件,通过相关算法计算出太阳实时的方位角和仰角,进而转化成电机运行所需的脉冲,通过RS232传输到51单片机, 由单片机来控制电机转动到相应的角度,从而使太阳光斑始终处于摄像头的中心位置。该实验装置具有比商业太阳跟踪仪更高的跟踪精度,跟踪误 差最小可以达到0.002°。

Abstract

In conventional solar tracking system design, optical tracking method and visual tracking method were mainly used. A machine is designed to track the sun automatically based on a CMOS camera, and a virtual software developement is developed by NI company. The sun’s azimuth and elevation are calculated through the relevant algorithm in real time, converted into the desired motor running pulses, and transmitted to 51 single-chip through the RS232. The motor rotation is controlled by the microcontroller to appropriate angle, so that the sun is always in the center of the spot position of the image. The experimental apparatus has a high tracking accuracy and good stability, the minimum tracking error can reach 0.002°.

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补充资料

中图分类号:TP368

DOI:10.3969/j.issn.1673-6141.2016.06.010

所属栏目:研究论文

基金项目:Supported by Projects of Key Scientific Research Equipment of Chinese Academy of Sciences(中国科学院重大科研装备项目, Y33H131251)

收稿日期:2015-08-16

修改稿日期:2015-08-26

网络出版日期:--

作者单位    点击查看

王睿:中国科学技术大学环境科学与光电技术学院, 安徽 合肥 230031中国科学院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
谈图:中国科学院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
汪磊:中国科学院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
王贵师:中国科学院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
朱公栋:中国科学院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
曹亚南:中国科学院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
高晓明:中国科学院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031

联系人作者:王睿(ruiustc@mail.ustc.edu.cn)

备注:王睿 (1993-),男,安徽合肥人,研究生,主要从事信号处理技术及数字电路设计等方面的研究。

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引用该论文

WANG Rui,TAN Tu,WANG Lei,WANG Guishi,ZHU Gongdong,CAO Yanan,GAO Xiaoming. Development of High-Precision Solar Tracking System Based on 51 Microcontroller[J]. Journal of Atmospheric and Environmental Optics, 2016, 11(6): 466-473

王睿,谈图,汪磊,王贵师,朱公栋,曹亚南,高晓明. 基于51单片机的高精度太阳跟踪系统的研制[J]. 大气与环境光学学报, 2016, 11(6): 466-473

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