太阳能自动跟随控制系统的设计

【摘要】：在世界经济飞快发展的今天，人类对能源的需求日益增加，致使传统资源日趋枯竭。能源危机已成为人类不得不面对的问题。不少国家已将目光转向了寻找可再生资源上，而太阳能以其独特的优点脱颖而出。目前太阳能已被不同程度地用在了多个领域，如太阳能发电。然而目前大多数太阳能发电跟踪装置在跟踪精度和智能控制方面存在一些不足。尤其在智能控制方面，依然使用跟踪装置自身独立控制的方式，这种方式既不利于系统的功能扩展，也不利于大规模集群化控制。此外，也没有充分利用互联网的优势，实现远程监控系统的功能。 通过分析目前现有的控制方案存在的缺陷，本设计使用NRF905无线收发芯片实现一主节点控制多个从节点，实现跟随器的大规模集群化控制。此外，将主节点设计成为Web服务器并连入因特网，实现对系统的远程控制和监测。归纳起来，设计主要分为三部分： 1、太阳能跟踪方案的研究 通过比较目前的太阳能跟踪方法，确定抗干扰较强的视日跟踪法为本设计跟踪方案，以及对跟踪坐标系的研究，确定了太阳位置的计算方法。 2、无线通信的设计 基于点对多点的通信要求，设计了一个小型的无线数据通信网络。并根据实际的应用需要，确定了整个系统的网络拓扑结构、无线通信节点间的通信协议设计、无线数据帧格式的设计以及数据碰撞问题的解决。 3、嵌入式Web服务器的设计 根据嵌入式系统的特征，对原始TCP/IP协议栈进行相应的精简。将主控制器与网络进行连接，用户可以通过浏览器与服务器进行数据交互，从而达到对被控对象实现远程控制的功能。 对上述几部分进一步的完善和丰富后对系统进行测试，测试结果表明系统可以精确地跟踪太阳，并且证明了在单片机上实现Web服务器的可行性以及整个系统的稳定性和实用性，在智能家居应用中具有可推广性。 【关键词】：视日跟踪 无线通信 嵌入式Web服务器 精简TCP/IP协议栈
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 目录8-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 课题背景和研究意义10
• 1.2 太阳能跟踪技术的发展状况10-12
• 1.3 本文的主要工作以及章节安排12-14
• 第2章 系统总体设计14-19
• 2.1 系统设计目标14
• 2.2 系统设计框架14-15
• 2.2.1 主控制部分15
• 2.2.2 从控制部分15
• 2.3 系统通信协议15-18
• 2.3.1 通信网络拓扑结构的选择16
• 2.3.2 MAC 协议16-18
• 2.4 本章小结18-19
• 第3章 太阳能跟踪方案的研究19-24
• 3.1 太阳能跟踪的两种常用方法19-22
• 3.1.1 光电跟踪19
• 3.1.2 视日跟踪19-22
• 3.2 坐标系的选择22-23
• 3.3 本章小结23-24
• 第4章 系统及硬件设计24-36
• 4.1 处理器的选择24
• 4.2 无线通信模块24-27
• 4.2.1 nRF905 介绍24-25
• 4.2.2 nRF905 工作模式25
• 4.2.3 nRF905 的寄存器及 SPI 指令25-26
• 4.2.4 nRF905 收发流程26-27
• 4.2.5 处理器和 nRF905 模块的接口电路27
• 4.3 TFT 液晶显示27-30
• 4.3.1 ILI9320 驱动控制芯片27-28
• 4.3.2 FSMC 机制28-30
• 4.4 以太网控制器30-32
• 4.4.1 ENC28J60 介绍30
• 4.4.2 以太网数据包格式30-32
• 4.4.3 模块电路32
• 4.5 步进电机控制单元32-34
• 4.5.1 步进电机介绍32-33
• 4.5.2 步进电机驱动电路33-34
• 4.6 主从控制器总电路34-35
• 4.7 本章小结35-36
• 第5章 系统软件设计36-66
• 5.1 uC/OS-II 的移植与任务创建36-42
• 5.1.1 uC/OS 介绍36-37
• 5.1.2 移植步骤37-40
• 5.1.3 系统任务的创建40-42
• 5.2 uC/GUI 移植42-44
• 5.2.1 uC/GUI 介绍42
• 5.2.2 移植步骤42-44
• 5.3 无线通信程序设计44-52
• 5.3.1 nRF905 驱动程序设计44-47
• 5.3.2 隐藏终端问题及解决办法47-48
• 5.3.3 通信数据帧设计48-50
• 5.3.4 主机和从机通信流程50-52
• 5.4 嵌入式 TCP/IP 协议栈的精简设计52-65
• 5.4.1 嵌入式 TCP/IP 协议栈52-53
• 5.4.2 主程序流程53-54
• 5.4.3 以太网驱动程序的设计54-58
• 5.4.4 嵌入式 TCP/IP 协议的实现58-62
• 5.4.5 嵌入式 WEB 服务器的实现62-65
• 5.5 本章小结65-66
• 第6章 系统测试66-75
• 6.1 跟踪精度测试66-68
• 6.2 主从控制器68-69
• 6.3 无线通信负载量测试69-70
• 6.4 网络控制测试70-74
• 6.4.1 网络连通性测试70-71
• 6.4.2 WEB 登录和控制页面71-74
• 6.5 本章小结74-75
• 第7章 总结与展望75-77
• 7.1 工作总结75
• 7.2 工作展望75-77
• 致谢77-78
• 参考文献78-81
• 附录81

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

基于嵌入式单片机的步进电机控制系统设计    张国栋;

STM32-FSMC机制的NOR Flash存储器扩展技术    潘辉;

太阳能电池自动跟踪系统的研制    张常年 ,赵红怡 ,吕原

基于MSP430和nRF905的多点无线通讯模块    高章飞;朱善安;

基于nRF905的无线数据传输系统    荚庆;王代华;张志杰;

太阳能自动跟踪系统    喻龙昌;

太阳高度角和日出日落时刻太阳方位角一年变化范围的计算    王国安;米鸿涛;邓天宏;李亚男;李兰霞;

基于ENC28J60以太网通信接口的设计与实现    张伟业;黄云龙;陈国定;

单片机连接ULN2003驱动步进电机的应用    江衍煊;郑振杰;游德智;

uC/GUI在单片机系统上的移植    陈文辉;蔡启仲;

基于MSP430的无线采集系统设计    张朝龙;江巨浪;

基于ARM Cortex-M3的动态心电图机设计    谢建华;刘海波;刘瑞芳;

一种基于ARM的仿生偏振光测试系统的研究    刘利兵;金仁成;赵开春;姚弘轶;

基于MEMS技术和无线射频网络的人体健康参数采集系统    余海钱;廖海洋;王涵;

μC/OS-Ⅱ操作系统在Nios Ⅱ上的移植研究    吴爱平;李勇华;

熔融盐相变储热材料的研究现状及发展趋势    路阳;彭国伟;王智平;王克振;马榕彬;

实时操作系统μC/OS-Ⅱ在W77e516上的移植与实现    任力生;靳松;常淑惠;

基于嵌入式跟踪太阳LED交通灯的设计    周有立;

国产太阳能硅单晶生长设备的应用研究    杨润,李留臣

太阳光源跟踪伺服系统建模与仿真分析    Rudolf Mecke;Hochschule Harz;魏厚震;袁海文;王秋生;

基于μC／GUI的嵌入式图形用户界面设计    冯智年;吴友宇;

绿色汽车的构想    李海燕;孟文俊;

聚光型太阳能电池的冷却方法    刘立平;包建强;

江南体育在线直播观看 热电联合利用    刘立平;包建强;

塔式太阳能聚光系统太阳影像仿真及能量中心计算    刘宇;许芬;

交错分布式多镜面聚光系统    张海燕;王建平;张崇巍;刘伟;

新能源发电技术综述    李永东;苑国锋;高跃;

塔式太阳能聚光系统太阳影像仿真及能量中心计算    刘宇;许芬;

基于μC／GUI的嵌入式图形用户界面设计    冯智年;吴友宇;

全球太阳能发电产业共性关键技术测度    栾春娟;

光伏跟踪系统智能控制方法的研究    徐晓冰

无线Ad Hoc网络中可靠路由若干关键问题的研究    付永生

有机基太阳能电池中有序结构材料及其界面和性能    杨志胜

蓄冷降温式太阳电池组件材料和热特性的理论与实验研究    秦红

分布式无线网络协作资源分配研究    崔海霞

油田热水供暖系统热负荷智能预测技术研究    刘明

分布式发电条件下配电系统保护原理研究    孙景钌

具有微流结构的多层散热器及应用研究    杨凯钧

WMSNs在云计算中心节能减排中的关键技术研究    刘航

太阳能热电—光电复合发电系统的热力学分析与结构优化    杨天麒

基于FPGA的喷墨写真机喷头驱动系统设计    崔玉娟

三相光伏并网发电系统研究    雷家宁

多媒体传感器网络洞路由优化算法研究    郭双乐

金属空气燃料电池聚合物电解质的合成    刘毅

基于SOPC的嵌入式多功能数码相框的设计与实现    王燕飞

32通道扫描数采LXI模块的研制    李双力

一种新型的江南体育在线直播观看 发电控制系统的研究    刘凤龙

移动自组网MAC协议性能的研究与优化    苏炎荣

光伏发电系统MPPT及自动跟踪控制的研究    焦凌云

太阳能温差发电的研究    颜军

调整城市能源结构 改善区域空气质量    程龙飞;

基于96单片机的智能交通信号机研制    肖业伟,黄辉先,汤红忠

能源结构调整的税收政策选择    刘叶志;

大功率步进电机控制系统的仿真设计    林华;赵立辉;

北京市经济增长与环境污染水平计量模型研究    吴玉萍,董锁成,宋键峰

C8051F12X中多bank的分区跳转处理    冉全;曾令美;刘珊;

IEEE802.11b的媒体访问机制    杨吉云,王铮,金纯

中国能源消费与经济增长的协整性与因果关系分析    韩智勇,魏一鸣,焦建玲,范英,张九天

中国能源效率的地区差异与节能潜力分析    史丹;

我国未来经济增长与能源消费关系分析    陈书通

大都市碳源碳汇研究——以上海市为例    钱杰

首架太阳能飞机成功试飞    肖兵;

新产品    黄河;

国内可再生能源新闻    

太阳能交通安全设施照明及其在公路隧道中的应用    苑国良;

新型功率转换技术突破促进太阳能发展    

气球升蓝天收集太阳能    薛钢;徐娜;

绿色误区    

美国研究表明新能源将逐渐成为主流    

美国设计太阳能公路    佚名;

行业话题    

试论太阳能板的受光效率    周志义;

一种新型太阳能控制器的介绍    裴小青;徐贞华;曾丁初;

绿色船舶及其技术发展    路红山;吴崇建;许建;唐滢;

风能发电及风光互补发电系统在边际油田开发中的应用研究    张理;王春升;

嵌入式节能利用型江南体育在线直播观看 供电系统在通信局(站)的应用    刘宝贵;侯福平;

基于ANSYS的太阳能自动跟踪机构仿真及实验分析    欧阳玉平;洪添胜;文韬;孙同彪;

航标太阳能供电系统配置及改造细节探讨    李文明;

混联式太阳能果蔬烘干机的研制    马洪江;王海;王颉;

太阳能供电系统在海上平台的应用    杨健;杜银昌;刘树慰;

宁波航标处航标巡检维护标准化流程的建设    何跃盛;

“太阳”指路伴你行    本报记者 英涛 实习生 杨淼 通讯员 王永强

太阳能板块再现网络股激情？    万国测评 李荣昌

中国成为世界太阳能市场新兴力量    林西

首条陶瓷太阳能板生产线投产    记者 蔡忠仁

自制太阳能1W LED灯    合肥 颜德生

太阳能船将进行环球首航    记者　 张亮

中国太阳能 海外放光芒    胡天舒

美学者认为太阳能有望成为替代能源首选    欧飒

草根先锋：发电机成新家电,太阳能的    王玉珏

太阳能国标让消费者放心使用热水器 国家环保部抬高太阳能热水器环保门槛    刘莉

太阳能新风系统设计与控制方法研究    杨军

光伏系统在内蒙古地区标识绿色建筑节能贡献    明杰

分布式风光互补系统控制与最大功率跟踪策略研究    刘立群

节能建筑模块化体系设计与评价及仿真优化方法研究    黄茜

便捷式太阳能充电毯产品设计研究    刘玥

地源热泵与太阳能复合系统在建筑中的应用分析    徐华丽

太阳能一体化高层住宅的结构分析研究    闫银川

炎热气候条件下的被动和主动（太阳能）设计策略    欧萨马

以太阳能为核心能源的生态交通工具研究    于长源

环境设计中太阳能应用的探索与研究    孙婷婷

太阳能一体化建筑热利用的经济评价    田甜

基于DSP的高精度太阳能跟踪控制器设计与实现    关继文

太阳能LED路灯控制系统的设计与制作    俞建军

太阳能LED照明驱动及测试系统的设计    董宇航