基于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的太陽軌跡跟蹤系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽軌跡跟蹤技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的太陽軌跡跟蹤系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是中國自行研制的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，是繼美國全球定位系統(tǒng)、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導航系統(tǒng)之后第三個成熟的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。中國高度重視衛(wèi)星導航系統(tǒng)的建設(shè)，一直在努力探索和發(fā)展擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。2000年，首先建成北斗導航試驗系統(tǒng)，使中國成為繼美、俄之后的世界上第三個擁有自主衛(wèi)星導航系統(tǒng)的國家。該系統(tǒng)已成功應(yīng)用于測繪、電信、水利、漁業(yè)、交通運輸、森林防火、減災救災和公共安全等諸多領(lǐng)域，產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。
[0003]隨著煤炭、石油等自然資源的不斷枯竭，人們對新能源的利用進行著不懈的探索，太陽光是地球萬物能源之本，如何更好的利用太陽能成為人類共同面臨的一個難題。因此能夠?qū)崟r跟蹤太陽軌跡對太陽能的有效利用意義重大，研宄一種采用北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的太陽軌跡跟蹤系統(tǒng)是十分必要的。
[0004]公開號為CN104238581A的中國專利公開了一種太陽自動跟蹤系統(tǒng)，包括光電檢測裝置、跟蹤裝置和控制單元；其中，光電檢測裝置用于檢測當前時刻天空中是否有太陽光，并將檢測結(jié)果發(fā)送至所述控制單元；控制單元用于根據(jù)所述光電檢測裝置的檢測結(jié)果和太陽運行軌跡數(shù)據(jù)來控制跟蹤裝置；跟蹤裝置包括反光鏡和轉(zhuǎn)向組件，所述轉(zhuǎn)向組件能根據(jù)所述控制單元的指令調(diào)整所述反光鏡的角度，用于將太陽光反射向指定位置或指定方向。其中，所述光電檢測裝置包括底板，在所述底板上第一光電池、第二光電池、第三光電池和第四光電池沿順時針方向排列呈田字形。該太陽自動跟蹤系統(tǒng)的光電檢測裝置結(jié)構(gòu)復雜，制造工藝繁瑣，不能滿足人們的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的太陽軌跡跟蹤系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0007]基于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的太陽軌跡跟蹤系統(tǒng)，包括用于收集太陽光的太陽光采集裝置，與所述太陽光采集裝置連接的北斗智能系統(tǒng)，所述北斗智能系統(tǒng)與用于太陽軌跡校準的太陽跟蹤光學校準裝置連接；所述北斗智能系統(tǒng)包括用于接收信號的天線、與所述天線連接的、用于實現(xiàn)太陽光采集地點實時定位的芯片，所述芯片與電子邏輯控制系統(tǒng)連接。
[0008]所述的技術(shù)方案優(yōu)選為，所述芯片采用BD-1722芯片。
[0009]所述的技術(shù)方案優(yōu)選為，所述電子邏輯控制系統(tǒng)采用基于C8051F020芯片的單片機控制系統(tǒng)。
[0010]所述的技術(shù)方案優(yōu)選為，所述天線為北斗天線或GPS雙頻天線。
[0011]所述的技術(shù)方案優(yōu)選為，所述太陽光采集裝置包括具有框架結(jié)構(gòu)的機座，機座上設(shè)有第二轉(zhuǎn)軸和控制裝置，所述第二轉(zhuǎn)軸與支撐架連接，支撐架的頂部兩端分別設(shè)有兩個第一轉(zhuǎn)軸，所述第一轉(zhuǎn)軸分別與設(shè)有開口的筒狀結(jié)構(gòu)的陽光采集部的側(cè)壁連接，陽光采集部內(nèi)設(shè)有與光纖連接的采光透鏡列陣、以及設(shè)有與控制裝置連接的傳感器，所述光纖設(shè)置在第一轉(zhuǎn)軸和第二轉(zhuǎn)軸的中空結(jié)構(gòu)內(nèi)部。
[0012]所述的技術(shù)方案優(yōu)選為，所述第二轉(zhuǎn)軸的外側(cè)設(shè)有安裝在所述機座上的保護盒。
[0013]所述的技術(shù)方案優(yōu)選為，所述第一轉(zhuǎn)軸與第二轉(zhuǎn)軸垂直設(shè)置。
[0014]所述的技術(shù)方案優(yōu)選為，所述陽光采集部的開口處設(shè)有面板。
[0015]所述的技術(shù)方案優(yōu)選為，所述采光透鏡列陣為正六邊型。
[0016]所述的技術(shù)方案優(yōu)選為，所述支撐架為U型結(jié)構(gòu)。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)越效果在于:采用北斗智能系統(tǒng)定位，實現(xiàn)太陽光采集裝置實時采集太陽光，通過太陽跟蹤光學校準裝置校準，實現(xiàn)對太陽軌跡的實時精確追蹤，結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明基于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的太陽軌跡跟蹤系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為圖1中太陽光采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]附圖標識如下:
[0021]1-北斗智能系統(tǒng)、11-天線、12-芯片、13-電子邏輯控制系統(tǒng)、2-太陽光采集裝置、
21-機座、22-保護盒、23-第一轉(zhuǎn)軸、24-面板、25-位置傳感器、26-陽光采集部、27-采光透鏡列陣、28-支撐架、29-第二轉(zhuǎn)軸、3-太陽跟蹤光學校準裝置。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明【具體實施方式】作進一步詳細說明。
[0023]如附圖1、2所示，本發(fā)明所述基于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的太陽軌跡跟蹤系統(tǒng)，包括用于收集太陽光的太陽光采集裝置2，與所述太陽光采集裝置2連接的北斗智能系統(tǒng)1，所述北斗智能系統(tǒng)I與用于太陽軌跡校準的太陽跟蹤光學校準裝置3連接；所述北斗智能系統(tǒng)I包括用于接收信號的天線11、與所述天線11連接的、用于實現(xiàn)太陽光采集地點實時定位的芯片12，所述芯片12與電子邏輯控制系統(tǒng)13連接。所述芯片12采用BD-1722芯片，所述電子邏輯控制系統(tǒng)13采用基于C8051F020芯片的單片機控制系統(tǒng)。所述天線11為北斗天線或GPS雙頻天線。
[0024]所述太陽光采集裝置2包括具有框架結(jié)構(gòu)的機座21，機座21上設(shè)有第二轉(zhuǎn)軸29和控制裝置，所述第二轉(zhuǎn)軸29與支撐架28連接，支撐架28的頂部兩端分別設(shè)有兩個第一轉(zhuǎn)軸23，所述第一轉(zhuǎn)軸23分別與設(shè)有開口的筒狀結(jié)構(gòu)的陽光采集部26的側(cè)壁連接，陽光采集部26內(nèi)設(shè)有與光纖連接的采光透鏡列陣27、以及設(shè)有與控制裝置連接的位置傳感器25，所述光纖設(shè)置在第一轉(zhuǎn)軸23和第二轉(zhuǎn)軸29的中空結(jié)構(gòu)內(nèi)部。所述第二轉(zhuǎn)軸29的外側(cè)設(shè)有安裝在所述機座21上的保護盒22。所述第一轉(zhuǎn)軸23與第二轉(zhuǎn)軸29垂直設(shè)置。所述陽光采集部26的開口處設(shè)有面板24，所述面板24采用透明玻璃材料制成。所述采光透鏡列陣27為正六邊型，所述支撐架28為U型結(jié)構(gòu)。所述陽光采集部26包括由玻璃凸透鏡或菲涅爾透鏡構(gòu)成的采光透鏡列陣27，采光透鏡列陣27的每個透鏡對應(yīng)一根導光光纖，光纖為塑料光纖，光纖接收端頂點位于各陣列透鏡焦點處。所述第一轉(zhuǎn)軸23用于調(diào)整采光透鏡列陣27的俯仰角度，所述第二轉(zhuǎn)軸29為中空結(jié)構(gòu)，通過控制第一轉(zhuǎn)軸23、第二轉(zhuǎn)軸29轉(zhuǎn)動使采光透鏡列陣27隨時對準太陽。
[0025]本發(fā)明基于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的太陽軌跡跟蹤系統(tǒng)的工作原理是，通過北斗智能系統(tǒng)I實現(xiàn)太陽光采集地點的實時定位，獲取時間與地理經(jīng)瑋信息，然后根據(jù)太陽軌跡理論模型，所述太陽軌跡理論模型會根據(jù)一年四季中不同時段的太陽軌跡變化，從而保證一天當中均能準確跟蹤太陽軌跡。通過電子邏輯控制系統(tǒng)13獲取實時的太陽高度角與方位角，最終通過太陽光采集裝置2的第一轉(zhuǎn)軸23、第二轉(zhuǎn)軸29的運動，實現(xiàn)對太陽軌跡的實時跟蹤；進一步地，通過太陽跟蹤光學校準裝置3對第一轉(zhuǎn)軸23、第二轉(zhuǎn)軸29的位置進行調(diào)整，實現(xiàn)對太陽軌跡精確追蹤。
[0026]在具體操作時，所述芯片12通過天線11與北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)連接，確定采光地點的地理經(jīng)瑋度和實時的格林威治時間，并傳入電子邏輯控制系統(tǒng)13內(nèi)；所述電子邏輯控制系統(tǒng)13根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)及太陽軌跡理論模型確定太陽實時位置，然后控制太陽光采集裝置2對太陽軌跡進行跟蹤。由于所述太陽跟蹤光學校準裝置3與電子邏輯控制系統(tǒng)13連接，當太陽光采集裝置2需要位置校準時，通過太陽跟蹤光學校準裝置3對太陽軌跡跟蹤過程進行位置調(diào)整。所述太陽跟蹤光學校準裝置3為現(xiàn)有技術(shù)。所述太陽軌跡理論模型參見《氣象輻射觀測方法》130頁-131頁，中國氣象局編訂，氣象出版社，1996年9月。
[0027]本發(fā)明并不限于上述實施方式，在不背離本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到的任何變形、改進、替換均落入本發(fā)明的范圍。
【主權(quán)項】
1.基于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的太陽軌跡跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，包括用于收集太陽光的太陽光采集裝置，與所述太陽光采集裝置連接的北斗智能系統(tǒng)，所述北斗智能系統(tǒng)與用于太陽軌跡校準的太陽跟蹤光學校準裝置連接；所述北斗智能系統(tǒng)包括用于接收信號的天線、與所述天線連接的、用于實現(xiàn)太陽光采集地點實時定位的芯片，所述芯片與電子邏輯控制系統(tǒng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽軌跡跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述芯片采用BD-1722芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽軌跡跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述電子邏輯控制系統(tǒng)采用基于C8051F020芯片的單片機控制系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽軌跡跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述天線為北斗天線或GPS雙頻天線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽軌跡跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽光采集裝置包括具有框架結(jié)構(gòu)的機座，機座上設(shè)有第二轉(zhuǎn)軸和控制裝置，所述第二轉(zhuǎn)軸與支撐架連接，支撐架的頂部兩端分別設(shè)有兩個第一轉(zhuǎn)軸，所述第一轉(zhuǎn)軸分別與設(shè)有開口的筒狀結(jié)構(gòu)的陽光采集部的側(cè)壁連接，陽光采集部內(nèi)設(shè)有與光纖連接的采光透鏡列陣、以及設(shè)有與控制裝置連接的傳感器，所述光纖設(shè)置在第一轉(zhuǎn)軸和第二轉(zhuǎn)軸的中空結(jié)構(gòu)內(nèi)部。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽軌跡跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述第二轉(zhuǎn)軸的外側(cè)設(shè)有安裝在所述機座上的保護盒。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽軌跡跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述第一轉(zhuǎn)軸與第二轉(zhuǎn)軸垂直設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽軌跡跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述陽光采集部的開口處設(shè)有面板。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽軌跡跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述采光透鏡列陣為正六邊型。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽軌跡跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述支撐架為U型結(jié)構(gòu)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及基于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的太陽軌跡跟蹤系統(tǒng)，包括用于收集太陽光的太陽光采集裝置，與所述太陽光采集裝置連接的北斗智能系統(tǒng)，所述北斗智能系統(tǒng)與用于太陽軌跡校準的太陽跟蹤光學校準裝置連接；所述北斗智能系統(tǒng)包括用于接收信號的天線、與所述天線連接的、用于實現(xiàn)太陽光采集地點實時定位的芯片，所述芯片與電子邏輯控制系統(tǒng)連接。本發(fā)明的優(yōu)越效果在于：采用北斗智能系統(tǒng)定位，實現(xiàn)太陽光采集裝置實時采集太陽光，通過太陽跟蹤光學校準裝置校準，實現(xiàn)對太陽軌跡的實時精確追蹤，結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便。
【IPC分類】G05D3-12
【公開號】CN104850139
【申請?zhí)枴緾N201510226695
【發(fā)明人】馮震, 楊雙收, 岳葉, 朱文華, 王 琦, 吳迪, 魏秀珍
【申請人】北京首量科技有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年5月6日