[发明专利]一种测量太阳方位的方法

权利要求书

1.一种测量太阳方位的方法，其基于太阳方位测量传感器，其特征在于：所述太阳方位测量传感器包括底座(1)、垂直固定在底座(1)上的支柱(2)以及设在支柱(2)上的水平固定轴(3)；

所述水平固定轴(3)上设有圆形基座，所述圆形基座上表面设有投影针(4)；所述投影针(4)垂直于所述圆形基座的上表面；所述投影针(4)采用不透明材料制成，其底端固定于所述圆形基座上表面的圆心处；

所述圆形基座上表面环绕所述投影针(4)设有环形光敏电阻阵列(5)，所述环形光敏电阻阵列(5)由串联排布在环形基板(5.1)上的N个编号为1～N的光敏电阻(5.2)组成；所述环形基板(5.1)上相邻的光敏电阻(5.2)相互接触；所述环形光敏电阻阵列(5)排布在环形基板(5.1)上的光敏电阻(5.2)可选任意起点按照顺时针或者逆时针顺序依次编号为1～N；

每个光敏电阻(5.2)的中心到所述投影针(4)轴线的距离均为R，其与所述投影针(4)长度L和外径d以及所述光敏电阻(5.2)的半径r之间的关系为R≤(L+d+2r)/2，其中，4r≤d≤6r；

所述水平固定轴(3)上设有可绕其旋转的透明球形罩(6)，所述透明球形罩(6)包围所述圆形基座及所述投影针(4)并不与它们接触；

所述透明球形罩(6)的球心位于所述水平固定轴(3)的轴线上，所述透明球形罩(6)的一端外壁固定设有与所述水平固定轴(3)同轴且可转动配合的空心齿轮(6.1)；

所述支柱(2)上设有可相对其旋转的风杯(7)，所述风杯(7)转轴的轴线与所述空心齿轮(6.1)轴线平行，且所述风杯(7)转轴末端设有与所述空心齿轮(6.1)啮合的驱动齿轮(7.1)；

所述圆形基座内部设有与N个串联光敏电阻(5.2)电连接的电压采样模块(8)，所述电压采样模块(8)通过单片机采样编号为1～N的光敏电阻(5.2)两端的模数转换电压V₁～V_N并保存在单片机寄存器中，所述电压采样模块(8)通过贯穿所述水平固定轴(3)的总线与设于支柱(2)上的总线接口(9)电连接；

所述底座(1)上设有与所述透明球形罩(6)下半球接触的弧形毛刷(10)，所述弧形毛刷(10)的两端连线与所述水平固定轴(3)的轴线平行；

测量太阳方位的方法具体如下：

1)将所述太阳方位测量传感器置于室外水平面上并通过总线接口(9)供电，外部MCU通过总线接口(9)与其连接并读取所述电压采样模块(8)采样到的编号为1～N的光敏电阻(5.2)两端的对应的模数转换电压V₁～V_N；多次读取V₁～V_N并分别求取V₁～V_N的平均值EV₁～EV_N；

2)比较EV₁～EV_N的大小，得到最大值EV_m，其中m属于1～N之一，即光敏电阻(5.2)的编号；计算如果则由编号为m的光敏电阻(5.2)中心指向所述投影针(4)下端部中心的矢量指示出了太阳的方位，其中为可调节的灵敏度系数；如果传感器输出无效值，代表未识别出太阳方位。

2.根据权利要求1所述的测量太阳方位的方法，其特征在于：所述环形光敏电阻阵列(5)每个光敏电阻(5.2)的伏安特性曲线和光照特性曲线相同。

3.根据权利要求1所述的测量太阳方位的方法，其特征在于：所述投影针(4)采用石墨或者黑色金属材料制成。