1. 研究目的与意义

根据可靠的记载，人类利用太阳能已有近三千年的历史，但将太阳能作为一种新兴的能源加以利用只有三百多年的历史，起初的太阳能多利用聚光的方式采集阳光，主要利用于较大的装置，如发电机，水泵等，利用率不高。一战时期，太阳能技术研究不被看好，进度缓慢，二战时期，有远见的科学家预感燃料总有一天会被消耗殆尽，于是太阳能的研究工作开始逐渐步入正轨。而如今，由于人类对环境的污染，燃料型能源的越用越少为必然趋势，太阳能的高效利用是现在的人们需要格外关注的问题。

人类现在正面临着燃料枯竭的威胁，如石油和煤炭等矿物燃料的短缺而导致的能量不足，而太阳能正好是一种十分清洁，取材便利，储量巨大且经济实用的一种新型能源，但是太阳能也有缺点，如间歇性，低密度，空间分布时常变化等。这就需要一种可以高效利用太阳能的设备，而光伏追日发电智能系统可以解决太阳能利用率不高的问题。

基于此，我们有必要对传统的太阳能收集进行研究，设计出一款适用于日常生活的智能太阳能收集装置，使其具备光感照明功能、光强检测功能、旋转功能等，能够为太阳能的收集提供有效的数据化依据和基本保障，令其更加生活化，且可以大规模工厂化。

2. 课题关键问题和重难点

跟踪策略的确定、硬件电路的设计和stm32实现光伏板追日的编程以及在光伏追日系统中有关太阳能板的旋转角度问题。

太阳能板的追踪策略有很多种，需要选取一种合理且实惠然后可以方便实现的策略。

硬件电路的设计要兼顾主板，太阳能板，舵机以及线路之间的关系，让系统在运行时，各个部件可以正常合理的工作。光伏追日的主要编程使用stm32为核心，需要学习相关的编程语言，以及查找相关程序的必要文件，让编程变得简单具有实用性。

3. 国内外研究现状（文献综述）

随着时代的发展，人类的能源利用方式也在不断的发展。从最早的钻木取火，到刻意的使用木材取暖，利用河水带动水车转动，让平原上的风旋转风车的转轮，再到工业革命有了蒸汽驱动的汽车等机械，再到现在还在使用的开煤矿进行火力发电，用开采的石油驱动各种精巧的机器，同时核能也出现了，为人类的能源利用历史画上了浓墨重彩的一笔。

人类利用能源才能让人类屹立于大地之上，但是目前人类利用的能源有非常严重的问题，那就是环境污染，例如煤炭和石油，它们通过燃烧才能发挥能力，但是人类的技术水平还达不到使能源物质完全燃烧没有任何副产物，于是大量污染物，如硫化物，硫酸盐，一氧化碳等就会被排放进自然界，造成空气，土壤的污染以及全球变暖等严重的问题。于是，寻找一种大量且清洁的能源成为了当务之急^[1]。

上文提到了人类最早的会利用流动的水和吹动的风，这就是水能和风能，是两种清洁的能源，但我要说的是比它们更触手可及的一种天赐的能量来源，那就是头顶的太阳所产生的光能，也就是太阳能。

4. 研究方案

1.设计方案：本设计主要模块包括：单片机控制电路,光电转换电路，ad转换电路，电机驱动电路。本部分首先主要介绍各个模块的硬件电路，以及整体实物平台搭建部分的原理分析，还有软件设计方面的研究。

硬件方面：采用双轴跟踪系统，能够同时在方位角和高度角两个方向进行跟踪，由光电传感器，信号处理及控制电路，方位角及高度角调整机构组成。传感器把接收到的光信号转换成电信号，然后经过信号处理及控制电路后，由控制电路输出相应的控制信号驱动方位角调整机构和高度角调整机构实现相应的位置调整。

软件方面：以单片机芯片为控制核心部分，经过数模转换模块，最后通过ad电压采样控制步进电机的正反转。

5. 工作计划

第 1 周：接受任务书，领会课题含义，按要求查找相关资料；翻译相关英文资料；

第 2 周：阅读相关资料，理解有关内容；写出开题报告一份；

第 3 周：确定传感器、显示电路等，参阅有关资料，分析信号调理电路工作原理；