[发明专利]一种太阳能追日与状态监控系统及方法

权利要求书

1.一种太阳能追日与状态监控系统，其特征在于，主要由上位机、光照检测模块、风力检测装置、CAN总线接口模块和传动装置依次连接而成：

所述上位机运行天文年历算法，定时发送追日信号，每隔30分钟访问网络一次，获取本地天气信息，定时获取光照检测与风力检测装置的测试值，修正从网络获取的天气信息，据日出日落时间和修正后的天气现象发送启动和停止信号，通过定时轮询方式顺序呼叫每个追日传动装置，被呼叫的传动装置及时给出应答，将其工作状态作为点对点报文及时发给上位机；

所述光照检测模块实时检测现场光照度，转换为数字值传给上位机，用作对天气预报信息的补充与纠正，采用集成式光电传感器P0188，然后外接ADC0832转换芯片对数据进行转换与采集，在上位机轮询时将现场光照度测试值传给上位机；

所述风力检测模块在上位机轮询时将现场风速测试值传给上位机；

所述CAN总线接口模块负责接收来自下位机的现场测试数据，并且负责各类控制命令的实际发送，通过CAN总线接口模块完成了上位机与下位机之间的数据交换，CAN总线则是各模块间数据通信的媒介；系统采用CAN总线系统，保证了数据通信的可靠性、实时性与可扩展性；

所述传动装置由CAN总线接口模块和跟踪控制模块组成，接口模块接收上位机各类指令、解析后由跟踪控制模块驱动电机进行旋转；CAN总线接口模块接收到上位机轮询指令时，将发电板的当前位置状态、发电状态上传。

2.一种太阳能追日与状态监控方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在设置模式下进行硬件初始化工作，接收过滤初始化和接收屏蔽初始化，包括节点地址初始化，CAN中断初始化，CAN发送口与接收口初始化，接收控制寄存器初始化和波特率初始化；初始化完成后设置为工作模式；

2)软件启动，通过上位机软件接口配置发电板所在的经纬度信息、海拔信息，县市信息，防风保护启动阈值、光照度阈值的信息，时间校验频率，通过中国天气网www.weather.com.cn采集天气信息；

3)通过网络校验系统时间，在中国天气网上采集本地的日出日落时间与天气信息；

4)软件通过轮询方式顺序呼叫每个传动装置与检测装置，被呼叫的传动装置及时给出应答，将其工作状态或检测值作为点对点报文及时发给上位机，上位机将数据处理后并上报，如果发现系统出错信息，则发送报警信息；

5)如果网络天气信息获取风力大于6级，且本地风力检测装置检测值持续超出防风保护阈值，则上位机广播防风保护指令，使发电板高度角较快地回到90°位置，以进行保护；

6)如果网络天气信息获取天气现象为阴雨雪天气，且现场光照检测装置检测光照度位于阈值之下，则上位机广播停止追日信号，使系统停止运行以节约能源；

7)如果当前时间在追日开启时间段内，则将时间换算为儒略历，计算出黄道坐标与天球坐标，并根据本地纬度信息计算出太阳高度角与方位角，如果到达日落时间，则转步骤11)；

8)然后根据高度角与大气折射误差的关系表得到出高度角的影响误差，计算海拔高度对高度角的影响，传动跟踪装置设计的跟踪角度为15°～90°，已经避开了误差较大的时间段，计算之后根据需要进行修正；

9)判断系统是否处于追日开启状态，如果是，上位机则广播水平角和俯仰角，传动系统驱动太阳能发电板到指定位置；

10)返回步骤3)循环执行；

11)关闭系统追日状态，广播保护指令，使高度角回到90°位置，以进行夜间保护，系统将不再发送任何指令，计算出下一天的日出时间，然后开启定时；定时到达后，系统执行步骤3)；

12)发电站工作人员，通过网络即可监控各发电板工作状态信息。