以太陽能為能源的智能攝影小車研究

刁訓(xùn)民+劉旭東+佘帥奇+胡翔+史順行+朱建軍

摘要：當(dāng)今世界的環(huán)境污染問題日趨嚴(yán)重，不容忽視，所以清潔能源的開發(fā)與使用就顯得格外重要了，以太陽能為動力源的智能攝影小車既可以起到保護環(huán)境的作用，又可以滿足大家的需求。在本實驗中，小車上面的太陽能電池板可以自動采集光線，把光能轉(zhuǎn)化為電能，一部分提供給小車的動力系統(tǒng)，一部分儲存在蓄電池中，蓄電池里面儲存的電能以備不時之需，車外面的小型攝像頭可以利用自身的電池邊走邊拍攝美景，實驗中我們了解了不同類型的太陽能電池板的各種特性，爭取做得更好。

關(guān)鍵詞：太陽能電池板；蓄電池；攝像機；電動機；太陽能汽車

中圖分類號：S214 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）01-0059-02

一、引言

太陽能（Solar Energy）一般指太陽光的輻射能量，近年來由于環(huán)境污染的日趨嚴(yán)重，太陽能源被廣大人民予以厚望，都希望可以借助太陽能這一清潔能源在不污染環(huán)境的前提下達到人們的期望，最好是可以完全代替化石燃料的燃燒，這樣就可以不用擔(dān)心環(huán)境污染等問題了。

1.太陽能小車（solar car）是一種單純靠太陽能來驅(qū)動的車，相比傳統(tǒng)利用化石燃料的燃燒來驅(qū)動的車是真正實現(xiàn)了零污染，正是因為它環(huán)保清潔的特點，被大多人所看好，大家也都相信太陽能會成為人們生活的一部分。

2.智能化（intelligent）是現(xiàn)代生活中出現(xiàn)率非常高的詞匯，似乎所有的儀器、設(shè)備都與智能化分不開，它可以集計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、行業(yè)技術(shù)、現(xiàn)代通信與信息技術(shù)和智能控制技術(shù)等為一體。

3.攝像技術(shù)（camera technology）是現(xiàn)代人熟知的一種將圖片、視頻等資源記錄下來的一種高科技技術(shù)，深受人們喜愛。

4.太陽能智能攝像小車（Solar energy smart camera car）是集太陽能、智能化和攝像技術(shù)為一體的小車，不僅可以保護環(huán)境、節(jié)約資源，與此同時還可以拍攝美景。

二、項目方案總體設(shè)計

（一）系統(tǒng)工作原理

太陽能電池板將采集到的太陽光能轉(zhuǎn)化為電能，一部分提供給電動機，另一部分進入蓄電池中儲存起來以備不時之需，光照強度足夠的時候電動機的電能可以直接由太陽能電池板轉(zhuǎn)化過來的電能提供，還可以留有一部分電能儲存在蓄電池中，在光照很弱甚至下雨的時候就可以利用蓄電池儲存的電能了；紅外傳感器的使用實現(xiàn)了小車的智能避障，遠(yuǎn)距離采集圖片信息，同時使用單片機控制電路實現(xiàn)對小車的控制。小型攝像頭的使用則保證了小車拍攝美景的功能。

太陽能智能攝影小車的設(shè)計流程：

1.小車整車參數(shù)。通過查閱大量書籍，確定了小車的車長、寬、高等基本參數(shù)。

2.小車控制體制。相應(yīng)的指令通過無線設(shè)備傳到小車上面的接收設(shè)備，使單片機模塊做出相應(yīng)的反應(yīng)。

3.小車的整體性能計算。參考實物進行計算等。

4.智能化模塊的建立。包括CPU和傳感器的具體實施方案。

5.程序編寫和計算機仿真。

三、系統(tǒng)各個模塊的方案

1.小車控制部分。相應(yīng)的指令通過無線設(shè)備傳到小車上面的接收設(shè)備，使單片機模塊做出相應(yīng)的反應(yīng)，攝影設(shè)備也通過無線設(shè)備把采集到的圖片、視頻等資源傳送到接收設(shè)備中。

2.驅(qū)動電路部分。該車為四輪驅(qū)動，通過計算機發(fā)出的控制信號經(jīng)過驅(qū)動電路的作用，開始執(zhí)行相應(yīng)的操作。這里使用單片機的IO口提供信號，使用簡單，操作方便。

3.太陽能電池板的能量轉(zhuǎn)換部分。太陽光照在光伏板上，光伏板把光能轉(zhuǎn)化為直流電通過峰值功率跟蹤儀以及蓄電池的充電控制器輸送至蓄電池儲存。但是這里的直流電是不穩(wěn)定的，我們通過太陽能充放電模塊使之成為可以提供足夠穩(wěn)定的電源電壓

4.蓄電池部分。為了保證各個系統(tǒng)正常工作，我們采用兩塊大容量鋰電池串聯(lián)供電，以獲得更大的電壓和電流，單片機等系統(tǒng)的用電也是由此經(jīng)過變換得到的。

四、太陽能智能攝影小車的整車參數(shù)

小車的驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如下：

五、智能化模塊介紹，單片機模塊

我們知道單片機就是一種微型電腦，它的內(nèi)部模塊和電腦內(nèi)部的模塊功能類似，比如CPU、內(nèi)存、儲存器件等都具有相同的功能；而且單片機是靠程序來工作的，并且這個程序是可以人為改變的，所以我們可以根據(jù)自己的需求來編寫相應(yīng)的程序；在本實驗中，我們是采用AT89S52單片機作為小車的檢測和控制核心；采用金屬感應(yīng)器TL-Q5MC來檢測路上感應(yīng)到的障礙物，從而把反饋到的信號傳送到單片機，單片機再做出相應(yīng)的指令反應(yīng)，從而達到避障的效果，我們采用1602LCD來實時掌握小車的行駛時間，采用相應(yīng)霍爾元件來測得小車行駛過程中的速度V。

六、結(jié)束語

太陽能源是現(xiàn)在人們公認(rèn)的最清潔的能源，能夠把太陽能源利用好是人們的共同愿望，太陽能智能攝影小車更是一個完全由清潔能源打造的小車，它還可以邊走邊拍攝美景，記錄下人們想要記錄的東西。小車內(nèi)部的控制系統(tǒng)和智能模塊是由單片機這一科技產(chǎn)物來完成的，攝像機也由無線設(shè)備連接到控制終端。將來的太陽能源會被廣泛應(yīng)用到生活生產(chǎn)中，減少甚至制止傳統(tǒng)的化石燃料的燃燒會很大程度地減少對環(huán)境的污染與破壞，讓太陽能源代替化石燃料為人們做貢獻。

Abstract：The problem of environment pollution becomes worse and worse in the world today，so the development and use of clean energy is especially important，the intelligent photography for solar energy car not only can play the role of protecting the environment but also can meet the needs of people. In this experiment the car the solar panels can automatically collect the light above，put the light energy into electrical energy.The dynamic system of part for the car，another part of the stored in the battery. Battery storage of electrical energy for a rainyday.Small cameras can take advantage of the car body cells walk while filming the beauty of itself.In experiment we understand the characteristics of the different types of solar panels，strive to do better

Key words：solar panels；battery；camera；motor；solar carsendprint