基于51单片机的高精度太阳跟踪系统的研制

大气与环境光学学报 ›› 2016, Vol. 11 ›› Issue (6): 466-480.

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基于51单片机的高精度太阳跟踪系统的研制

王睿1,2，谈图2，汪磊2，王贵师2，朱公栋2，曹亚南2，高晓明2

（1 中国科学技术大学环境科学与光电技术学院安徽合肥 230031;
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所安徽合肥 230031）

收稿日期:2015-08-16 修回日期:2015-08-26 出版日期:2016-11-28 发布日期:2016-11-30
通讯作者: 王睿（1993-），男，安徽合肥人，硕士研究生，研究方向为信号处理技术及数字电路设计方面的研究。 E-mail:ruiustc@mail.ustc.edu.cn
作者简介:王睿（1993-），男，安徽合肥人，硕士研究生，研究方向为信号处理技术及数字电路设计方面的研究。
基金资助:
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)

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

WANG Rui1,2, TAN Tu2, WANG Lei2, WANG Guishi2, ZHU Gongdong2, CAO Yanan2, GAO Xiaoming2

（1 Institute of Environmental Science and Photoelectric Technology, University of Science and Technology of China, Hefei 230031, China; 2 Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Hefei 230031, China)

Received:2015-08-16 Revised:2015-08-26 Published:2016-11-28 Online:2016-11-30

摘要/Abstract

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°。

关键词: 太阳跟踪, 51单片机, Labview平台, CMOS摄像头, 伺服电机

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°.

Key words: tracking sun, 51 microcontroller, Labview, CMOS camera, actuating motor

中图分类号:

TP368

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): 466-480.

WANG Rui, TAN Tu, WANG Lei, WANG Gui-Shi, ZHU Gong-Dong, CAO Ya-Na, GAO Xiao-Ming. Development of High-Precision Solar Tracking System Based on 51 Microcontroller[J]. Journal of Atmospheric and Environmental Optics, 2016, 11(6): 466-480.

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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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