智能型太阳能跟踪系统设计社会应用中的执行机构技术创新
在主动式跟踪太阳能热发电系统中，我需要计算太阳位置以实现跟踪，提高发电效率。对于开环控制的太阳能跟踪系统，太阳位置的计算精度尤为重要。我采用水平–俯仰双轴坐标系统，利用32 位嵌入式微处理器，以步进电机作为执行机构，提出了基于程控跟踪和光电跟踪相结合的复合跟踪方式，并采用了更先进的太阳位置计算系统，以减小计算误差并提高跟踪精度。这款智能型追随装置能够根据不同地理位置和时间自动计算太阳运行参数，并通过光电检测构成反馈回路，从而实现在不同环境下自动追随。
引言
随着社会经济快速发展，我们面临着越来越严峻的能源问题。作为一种清洁能源，如何提高太阳能利用效率成为研究热点之一。主动式 太阳能追随技术是提升效率的一种途径，它通过程序预测出太阳位置，然后控制步进电机进行追随。不过，这种开环控制方式会存在累积误差的问题。本文提出了一种以程控为主、光电辅助的新型追随方式，同时更新了用于预测天体运动路径的地平坐标模型，从而显著提升了追随精度，为大规模应用提供了可能。
太阳城设计与结构
1.1 系统组件及结构
这款智能型遮挡装置由微处理器控制单元、光学探测单元、液晶显示模块、一套外围设备以及手动操作模块等部分组成，如图所示。在软件层面，我们开发了一套操作系统和应用程序来管理这些硬件资源。
图: 太阳城硬件组件
1.2 系统功能
键盘及显示屏：一个4×4键盘和一块320×240像素液晶显示屏，让用户可以设置时间与地点信息，以及监控设备状态。
检测模块：安装在集热板或与之平行面的上方，用以检测环境条件，如白昼或夜晚，以及日照强弱程度。当遇到阴天时，可以避免不必要的能源浪费。
电源供应：为了确保稳定性，我们将220V交流变为两路独立供给，一路供驱动器使用，一路经过整流后供微处理器及其周边用作+5V及+15V。
存储模块：由于LPC2290内存有限，我们扩展了2MB FLASH存储空间，以保存操作系统及应用程序数据，使其不会因断电丢失。
太阳城设计与实施方案
2.1 ARM 微处理器选型：
我们选择LPC2290芯片，其16/32位ARM7TDMI-S核心支持Thumb模式，有助于缩短代码量。此外，它具有两个32位定时器、8个10位ADC输入端口以及多个外部中断接口，便于我们的需求配置。
2.2 液晶显示模块：
我们选用的RT12864-M LCD驱动具有内置ST7920字符产生功能，可以展示中文字符及自定义图形，其连接至LPC2290如图所示。
图: LPC2290与RT12864-M连接
2.3 存储扩展：
由于LPC2290没有可用的ROM或FLASH存储，我们增加了SST39VF160 2MB FLASH存储解决掉数据丢失的问题，该Flash适用于CMOS多功能Flash技术，是一种高性能、高寿命产品，与原有地址总线兼容无需额外变化，只需重新映射即可访问其空间区域。
