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摘 要

太阳能是21世纪才开始被人们进行大规模的利用的，因为是可再生能源，未来将会被更广泛使用，但人们由于人们开发的时间短，技术不是很成熟，提高其利用率是有必要的。因此本文提出了一种基于STM32F103单片机实时测量太阳辐射能量的设计方案，通过与单片机相接的光照传感器来达到实时测量太阳辐射强度的目的。太阳辐射光照在传感器上，STM32F103单片机会通过对光照的采集并进行数据转换处理，最后的数据会在LCD触摸显示屏上进行显示，且能达到实时测量功能。该系统相比于其他测量太阳辐射能量系统来说，运行更稳定，实用性高，性价比也比较高，功率消耗也低，具有一定的现实意义。

关键词：太阳辐射能量；光敏传感器；数据采集；实时测量

Real Time Measurement System Of Solar Radiation Energy Based On Single Chip Microcomputer

Abstract

Solar energy was only used by people on a large scale in the 21st century, because it is renewable energy, it will be more widely used in the future, but because people have short development time and the technology is not very mature, it is necessary to increase its utilization rate.Therefore, this paper proposes a design scheme based on STM32F103 single-chip microcomputer for real-time measurement of solar radiation energy, and achieves the purpose of real-time measurement of solar radiation intensity through the light sensor connected to the single-chip microcomputer.When the solar radiation shines on the sensor, the STM32F103 microcontroller will collect the light and perform data conversion processing. The final data will be displayed on the LCD touch screen and can achieve real-time measurement function. Compared with other systems for measuring solar radiation energy, the system is more stable in operation, more practical, cost-effective, and has lower power consumption, which can satisfy the real-time measurement of solar radiation energy at any time.

Key words: Solar Radiation Energy,Photoelectric Sensor,Data Acquisition,Real-time Measurement

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引 言 1

1.1 研究背景 1

1.2 研究现状 1

1.3 研究方向 2

1.4 发展趋势 2

第二章 系统方案设计 4

2.1 硬件部分 4

2.2 软件部分 4

第三章 硬件电路设计 5

3.1 单片机核心电路 5

3.2 ADC(模拟/数字转换器) 6

3.3 光照传感器 7

3.4 按键模块 8

3.5 FLASH数据存储模块 9

3.6 TFTLCD电阻触摸屏模块 9

3.7 电源模块 10

3.8 通信模块 12

第四章 系统软件设计 14

第五章 实验结果 15

5.1实验结果 15

第六章 小 结 16

6.1 总 结 16

6.2 展 望 16

谢 辞 17

参考文献 18

附 录 19

1、系统电路原理图： 19

2、系统核心程序： 19

第一章 引 言

1.1 研究背景

21世纪之前，世界基本使用三大能源，使用新能源比较少，但随着人们的需求量增多，这三大能源的储量也不多了，而且这三大能源对环境的污染越来越严重，全球变暖就是其中一种，因此，开发新的能源是必须的，还要对环境污染小，人们将目光瞄到了太阳能身上，太阳能作为一种可再生能源，对大气毫无污染。之前人类非常依赖三大能源，导致环境污染越来越严重，所以随着科技的发展，人们开发太阳能技术也越来越先进了，太阳能也基本普及大部分家庭。然而太阳能的利用率也跟太阳辐射有关，影响太阳辐射因素也有很多，例如地区、天气等等有关，而不同方位的倾斜角对太阳辐射量的影响也是不能忽视的^[1]，只有了解这些因素，我们才能充分利用太阳的光线，提高太阳能的利用率，从而减少资源浪费，进而减少对环境的污染。现在太阳能不断普及，也在方便人们的生活的各个方面。太阳能将在未来的能源使用中占主要部分，因其优点明显，所以太阳能就是未来的趋势，开发太阳能，能使我们环境变得更好，因为太阳能不会像三大能源那样对环境的污染那么严重，而且三大能源用完就会没了，想要产生新的能源，要经过许多年的转化才能变成三大能源。

1.2 研究现状

地球接收的太阳辐射能与太阳辐射在太空中的总能量相比，就是微乎其微。但太阳能是地球大气运动的主要能源，也是人们需要的热能主要来源。太阳能是对环境没有污染且可再生的能源。所以将太阳能作为可持续发展的重要组成部分是我国或者其他国家的发展战略。国外较先认识到太阳能的重要性，因此对太阳能开发的时间较早，所以技术也比我国更成熟。从1974年开始，24年间，美国和日本等许多工业化国家将硅半导体光伏发电的制造成本降低了非常多，太阳能发电厂与传统的火力发电厂相比，在经济上，太阳能未来的市场上更具竞争力，但是想要增强竞争力还有许多技术等东西要解决，只有这样，才能让成本再下降一个级别。而在那时，美国和其他国家/地区已经建立了许多与太阳能发电有关的项目。例如美国在1979年建立了一所用于实验的太阳能池在死海的海岸，这座太阳能池能为一台大型发电机加热用。美国计划在盐湖建造一个太阳能水池占其8.3％的面积（约8,000平方公里），以加热600兆瓦的生产装置。

亚美尼亚放射物理研究所也有一些进展，该研究所开始建造该国第一座的太阳能发电厂，系统中使用的涡轮是直升机上退役的涡轮。虽然是直升机上退役的涡轮，但是所有电器功率之和仅为100 kW，且发电成本仅为0.5美分/kWh，效率为40％至50％。

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