本发明专利技术是一种光追踪随动太阳能供电的手机控制自动加热方法，通过单片机控制太阳能电池板时刻随光线角度转动，从而给供热系统供电；供热系统中的温度传感器采集水温室温等环境信息，利用居民区中的局域网作为主要通信干道，借助无线传感网络进行传输到单片机微处理器上，随后微处理器通过供热系统物理模型对数据信息分析处理，得出反馈给用户的加热温度数值；用户使用手机短信发送加热信息给居民区供热系统终端，单片机通过读取短信内容，来控制供热系统采用比例、积分、微分即PID方法对所对应的用户加热器进行精确加热，直到供热系统反馈的加热温度值。通过光敏电阻对采集到的太阳光强度进行处理，可以更大限度的利用太阳能，提高太阳能利用率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是一种光追踪太阳能供电和手机控制自动加热技术，属于能源利用及智能自动控制
技术介绍
在全球能源紧张，气候恶化，严重威胁经济发展和人们生活的健康的今天，世界各国都在寻求新的能源替代战略，以求得可持续发展和在发展中获取优势地位，随着人们节能环保意识的不断加强，太阳能以其安全，节能环保卫生经济等显著优势，迅速赢得了广大消费者的青睐。据统计，每平方米平板太阳能集热器平均每个正常日照日，可产生相当于2. 5度电的热量，每年可节约标准煤120公斤左右，可以减少700多公斤C02的排放量。太阳能热水器的广泛运用，包括生活用热水，采暖，空调，在省钱的同时必将极大地改善地球的污染状况。我国具有非常丰富的太阳能资源，太阳能年辐照总量每平方米超过5000兆焦耳，年日照时数超过2200小时以上的地区约占国土面积的2/3以上。这是太阳能产业发展最为有利的外在客观条件。为了提高太阳能利用率，系统通过光追踪随动太阳能进行辅助供电。 通过光敏电阻采集太阳光信息，送给单片机由AD转换成数字信号，送给微处理器处理，通过调整PWM波占空比控制舵机角度，实现太阳能电池板相对太阳光随动跟踪。与市场上大多数静态的太阳能电池板相比，实现时刻太阳能板的光照吸收量最大。未来的社会是以人为本，基于人机工程的研究就会更加智能，国内市场上热水器加热都是需要用户手动控制，需要人在加热器上设置温度和等待时间加热，在一定程度上浪费了人力和时间，采用手机控制技术可以利用现有手机网络传输加热指示并利用终端控制加热。此应用可以让居民淋浴系统更节能更智能更人性化。
技术实现思路
技术问题本专利技术的目的是提供一种，通过光敏电阻对采集到的太阳光强度进行处理，AD转换时通过算法来得到太阳光强最强的角度，以此来控制舵机转动，可以更大限度的利用太阳能，提高太阳能利用率。技术方案本专利技术的，通过单片机控制太阳能电池板时刻随光线角度转动，从而给供热系统供电；供热系统中的温度传感器采集水温室温等环境信息，利用居民区中的局域网作为主要通信干道，借助无线传感网络进行传输到单片机微处理器上，随后微处理器通过供热系统物理模型对数据信息分析处理，得出反馈给用户的加热温度数值；用户使用手机短信发送加热信息给居民区供热系统终端，单片机通过读取短信内容，来控制供热系统采用比例、积分、微分即PID方法对所对应的用户加热器进行精确加热，直到供热系统反馈的加热温度值。所述的通过单片机控制太阳能电池板时刻随光线角度转动，是用光敏电阻采集太阳光强，根据采样电压的数值判断太阳光最强强度方向，用飞思卡尔单片机(Freescale型号MC9S12DG128)控制太阳能电池板的舵机转动；光敏电阻对光强进行采集后进行模数AD 变换，而太阳能电池板依靠其所绑定的舵机带动转动，舵机的控制信号是PWM信号，利用占空比的变化改变舵机的位置进行角度控制，使得太阳能电池板始终与太阳光保持垂直，控制其随着太阳光线转移而转动。所述的供热系统物理模型是根据物理学中的热辐射现象和流失散热现象进行建模；用如下公式计算热辐射hr hr = 2. 3X 1(Γ" X ε (Δ Τ/2+237)3 (ff/cm3°C )式中ε是热水器的表面状况和管壁材质的表面辐射率，通常取0.05-0. 1，ΔΤ为暖气片的最高温度与环境温度之差，W是功率单位_瓦特，cm3是体积单位_立方厘米，V 是温度单位-度。此外，再用如下公式计算流热散失he he = 4. 3 X IO"4 X ε (Δ Τ/Η)14 (ff/cm2°C )式中H是散热垂直方向的高度，cm2是面积单位_平方厘米，将上述物理理论与现实供热系统相结合，建立出合理的加热温度公式Tw = Th-(S1Xq1A1)权利要求1.一种，其特征在于通过单片机控制太阳能电池板时刻随光线角度转动，从而给供热系统供电；供热系统中的温度传感器采集水温室温等环境信息，利用居民区中的局域网作为主要通信干道，借助无线传感网络进行传输到单片机微处理器上，随后微处理器通过供热系统物理模型对数据信息分析处理，得出反馈给用户的加热温度数值；用户使用手机短信发送加热信息给居民区供热系统终端， 单片机通过读取短信内容，来控制供热系统采用比例、积分、微分即PID方法对所对应的用户加热器进行精确加热，直到供热系统反馈的加热温度值。2.根据权利要求1所述的，其特征在于所述的通过单片机控制太阳能电池板时刻随光线角度转动，是用光敏电阻采集太阳光强，根据采样电压的数值判断太阳光最强强度方向，用单片机控制太阳能电池板的舵机转动；光敏电阻对光强进行采集后进行模数AD变换，而太阳能电池板依靠其所绑定的舵机带动转动，舵机的控制信号是PWM信号，利用占空比的变化改变舵机的位置进行角度控制，使得太阳能电池板始终与太阳光保持垂直，控制其随着太阳光线转移而转动。3.根据权利要求1所述的，其特征在于所述的供热系统物理模型是根据物理学中的热辐射现象和流失散热现象进行建模；用如下公式计算热辐射hr hr = 2. 3 X IO-11X ε ( Δ Τ/2+237)3 (ff/cm3°C )式中ε是热水器的表面状况和管壁材质的表面辐射率，通常取0.05-0. 1，ΔΤ为暖气片的最高温度与环境温度之差，W是功率单位_瓦特，cm3是体积单位_立方厘米，°C是温度单位-度。此外，再用如下公式计算流热散失he he = 4. 3 X 1(Γ4Χ ε ( Δ Τ/Η)14 (ff/cm2°C )式中H是散热垂直方向的高度，cm2是面积单位-平方厘米，将上述物理理论与现实供热系统相结合，建立出合理的加热温度公式4.根据权利要求1所述的，其特征在于所述的采用PID方法是通过比例、积分、微分三面的结合调整形成一个精细控制解决惯性温度误差；本温控系统，被控对象为加热器，输入控制信号电压为0 5V，输出相电压为 0 220V，输出最大功率为1500W ；从控制信号u(t)到水的温度c(t)可以看作是广义被控对象；通过改变加热电阻上的电压调节水的温度，选择合适的偏差论域及增益系数，即首先建立PID温度控制模型，随后PID温度采集模块利用NTC型热敏电阻特性，比例P按比例反应系统的偏差进行调节；积分I的调节使系统消除稳态误差；微分D通过微分作用反映系统偏差信号的变化率。5.根据权利要求2所述的，其特征在于所述的根据采样电压的数值判断太阳光最强强度方向即判断电池板与太阳旋转方向的一致性，如果两次采样结果是递增的，说明电池板是向着太阳的，反之则是背着太阳，如果电池板开始时候向着太阳旋转，那么采样电压会逐步增大，这种情况下单片机程序给出继续旋转的指令；当进行一次采样后，如果采样电压相比上次采样结果有所减少，单片机则立刻给出指令，让电池板反向旋转一个角度，然后电机停止工作，此时正对太阳。6.根据权利要求4所述的，其特征在于所述的PID温度控制模型，此模型的温控传递函数看作是一阶惯性环节，一阶传递函数 G(S)为G(S) = -^er TS+1式中T为惯性环节的时间常数，表示加热器的加热时间；K为惯性环节的放大系数，用其表示放大器的比例系数，即电阻比；τ是滞后时间，S表示拉普拉斯变换域中的自变量；在阶跃响应实验时，广义输入控制信号为4V，被控对象输出稳定在90°C，放大系数K 本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种光追踪随动太阳能供电的手机控制自动加热方法，其特征在于通过单片机控制太阳能电池板时刻随光线角度转动，从而给供热系统供电；供热系统中的温度传感器采集水温室温等环境信息，利用居民区中的局域网作为主要通信干道，借助无线传感网络进行传输到单片机微处理器上，随后微处理器通过供热系统物理模型对数据信息分析处理，得出反馈给用户的加热温度数值；用户使用手机短信发送加热信息给居民区供热系统终端，单片机通过读取短信内容，来控制供热系统采用比例、积分、微分即ＰＩＤ方法对所对应的用户加热器进行精确加热，直到供热系统反馈的加热温度值。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王堃，王琳琳，孙强，李训章，张力，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：84
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