论文摘要：基于DSP的CCD太阳跟踪角度偏差检测仪的研制

21世纪能源问题已成为全球的热点问题，走可持续发展路线，就必须大力发展可再生洁净能源，而太阳能则是最佳的选择之一。但目前太阳能使用效率比较低，提高太阳能利用率是当务之急。太阳跟踪角度偏差检测仪可以准确检测出太阳跟踪系统与太阳光的偏差，从而进行调整，使得太阳跟踪系统尽量对准太阳，最大限度的利用太阳能。本文主要研制了一种基于DSP的太阳跟踪角度偏差检测仪，其具有成本低、精度高等优点。 首先对太阳跟踪角度偏差检测仪的原理进行了阐述。基于原理和系统的测量范围、精度等要求，搭建了系统的硬件结构和软件流程，并对核心器件进行了选型。 在确定了DM642为核心芯片后，对系统的处理电路进行了硬件设计并对PCB布局布线做了详细阐述。硬件电路分为电源模块、存储器接口模块、视频输入输出模块等，承担着采集和传输数据、图像处理计算、输出和显示数据等任务，为后续的软件处理提供了平台，是整个系统的基础。 硬件平台搭建完成后，对软件算法进行了研究和改进。本系统的软件算法核心在于图像处理，首先用一种基于阈值的去噪方法对图像进行去噪，消除噪声带来的干扰；接着利用直方图均衡化对图像进行增强，使对比度更为明显；随后用两种方法进行中心拟合，一种方法是分别用判断分析法和最大熵方法进行阈值分割，并用重心法拟合中心，另一种方法是用改进的Sobel算子进行边缘检测，并根据椭圆坐标拟合中心。软件算法是整个系统的灵魂，直接关系到系统的精度高低。 此外，对光学子系统进行了设计，首先根据系统要求计算光学系统的各项参数，例如光学小孔直径、小孔到成像平面的距离等，并选择合适的滤光片和接收平面；随后根据计算参数用ATUO CAD软件绘制了整体装配图和零件图，并加工了光学圆筒。另外，对系统的电源模块和显示模块进行了简要说明。 最后，用标定装置对搭建完成的系统进行标定和测试，并对太阳进行了实时检测，对检测结果进行了误差分析。通过误差分析可以看出本课题研制的太阳跟踪角度偏差检测仪精度达到了预期要求，对太阳能利用率的提高具有较高的参考价值。

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