【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 或22日赤緯達(dá)到最大值+23 176。27′稱(chēng)為夏至，該日中午太陽(yáng)位于地球北回歸線正上空，是北半球日照時(shí)間最長(zhǎng)、南半球日照時(shí)間最短的一天。在南極圈中整天見(jiàn)不到太陽(yáng)，而在北極圈內(nèi)整體太陽(yáng)不落，這樣北半球就出現(xiàn)相對(duì)較熱的天氣，而南半球出現(xiàn)較冷的氣候。隨后赤緯角逐漸減少至9月21日或22日等于零時(shí)全球的晝夜時(shí)間均相等為秋分。至12月21日或22日赤緯減至最小值23 176。27′為冬至，此時(shí)陽(yáng)光斜射北半球，晝短夜長(zhǎng)而南半球則相反。當(dāng)赤緯角又回到零度時(shí)為春分即3月21日或22日，如此周而復(fù)始形成四季。因赤緯值日變化很小，一年內(nèi)任何一天的赤緯角δ可用下式計(jì)算：sinδ=[(N173)]或δ=[360（284+n）/365]。式中N為日數(shù)，自1月1日開(kāi)始計(jì)算。時(shí)角是指OP線在地球赤道平面上的投影與當(dāng)?shù)貢r(shí)間12點(diǎn)時(shí)、地中心連線在赤道平面上的投影之間的夾角。 當(dāng)?shù)貢r(shí)間12點(diǎn)時(shí)的時(shí)角為零，前后每隔一小時(shí)，增加360/24=15，如10點(diǎn)和14點(diǎn)均為152=30。 Spss數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)軟件SPSS是世界上最早的統(tǒng)計(jì)分析軟件，由美國(guó)斯坦福大學(xué)的三位研究生于20世紀(jì)60年代末研制，同時(shí)成立了SPSS公司，并于1975年在芝加哥組建了SPSS總部。1984年SPSS總部首先推出了世界上第一個(gè)統(tǒng)計(jì)分析軟件微機(jī)版本SPSS/PC+，開(kāi)創(chuàng)了SPSS微機(jī)系列產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)方向，極大地?cái)U(kuò)充了它的應(yīng)用范圍，并使其能很快地應(yīng)用于自然科學(xué)、技術(shù)科學(xué)、社會(huì)科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，世界上許多有影響的報(bào)刊雜志紛紛就SPSS的自動(dòng)統(tǒng)計(jì)繪圖、數(shù)據(jù)的深入分析、使用方便、功能齊全等方面給予了高度的評(píng)價(jià)與稱(chēng)贊。迄今SPSS軟件已有40余年的成長(zhǎng)歷史。全球約有25萬(wàn)家產(chǎn)品用戶，它們分布于通訊、醫(yī)療、財(cái)會(huì)、銀行、證券、保險(xiǎn)、制造、商業(yè)、市場(chǎng)研究、科研教育等多個(gè)領(lǐng)域和行業(yè)，是世界上應(yīng)用最廣泛的專(zhuān)業(yè)統(tǒng)計(jì)軟件。接下來(lái)我們將利用它對(duì)計(jì)算出來(lái)不同時(shí)段的太陽(yáng)高度角，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。太陽(yáng)高度角簡(jiǎn)稱(chēng)太陽(yáng)高度， 太陽(yáng)高度是決定地球表面獲得太陽(yáng)熱能數(shù)量的最重要的因素。 我們用h來(lái)表示這個(gè)角度，它在數(shù)值上等于太陽(yáng)在天球地平坐標(biāo)系中的地平高度。 太陽(yáng)高度角隨著地方時(shí)和太陽(yáng)的赤緯的變化而變化。太陽(yáng)赤緯（與太陽(yáng)直射點(diǎn)緯度相等）以δ表示，觀測(cè)地理緯度用φ表示（太陽(yáng)赤緯與地理緯度都是北緯為正，南緯為負(fù)），地方時(shí)(時(shí)角)以t表示，有太陽(yáng)高度角的計(jì)算公式： sin h=sin φ sin δ+cos φ cos δ cos t通過(guò)計(jì)算我們得出不同時(shí)段的高度角為：表22 不同月份不同時(shí)段的高度角表時(shí)段月份6時(shí)7時(shí)8時(shí)9時(shí)10時(shí)11時(shí)12時(shí)13時(shí)14時(shí)15時(shí)16時(shí)17時(shí)18時(shí)1月3892月123月4月24665月486月2488757月74368月219月256110月3511月281012月為了獲得地球上的某一點(diǎn)太陽(yáng)的方位角和高度角與當(dāng)?shù)氐慕?jīng)、緯度和當(dāng)?shù)貢r(shí)間的存在的固定的函數(shù)關(guān)系，我們就必須通過(guò)不同時(shí)段的高度角去研究相鄰時(shí)段太陽(yáng)高度角的變化，通過(guò)研究我們得到不同時(shí)段相鄰太陽(yáng)高度差值為：表23不同時(shí)間太陽(yáng)高度差值表差值表時(shí)段月份6時(shí)7時(shí)8時(shí)9時(shí)10時(shí)11時(shí)12時(shí)13時(shí)14時(shí)15時(shí)16時(shí)17時(shí)18時(shí)1月2月5555553月4月1010101010105月6月1313131313137月8月9月10月11月12月然后通過(guò)spss對(duì)不同時(shí)間太陽(yáng)高度差值表差值表中數(shù)據(jù)進(jìn)行快速聚類(lèi)分析（K—Means Cluster Analysis）得到如下聚類(lèi)結(jié)果表表24 聚類(lèi)結(jié)果表Cluster MembershipCase Number月份ClusterDistance11月122月1.87433月144月255月2.86366月277月288月299月11010月1.9411111月11212月1表中的Cluster欄顯示各個(gè)觀測(cè)量在聚類(lèi)后的歸屬，Distance欄表示該觀測(cè)量與最終得到的聚心的聚類(lèi)。根據(jù)spss我們把數(shù)據(jù)分類(lèi)兩類(lèi)，一類(lèi)是1月、2月、3月、9月、10月、11月、12月，另外一類(lèi)為4月、5月、6月、7月、8月； 通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)分類(lèi)研究分析我們可以得出某一點(diǎn)太陽(yáng)的方位角和高度角與當(dāng)?shù)氐慕?jīng)、緯度和當(dāng)?shù)貢r(shí)間的存在固定的函數(shù)關(guān)系為：F(x)≈176。(x=1月、2月、3月、9月、10月、11月、12月) 。F(x)≈9176。(x=4月、5月、6月、7月、8月)。F(x)表示不同時(shí)段相鄰太陽(yáng)高度差，X表示月份；由于我們采用四相八拍控制方式工作,每步進(jìn)一次度數(shù)為9176。，所以可以計(jì)算出定時(shí)控制的時(shí)間為：由于四相八拍步進(jìn)電機(jī)最小精度為9176。，所以F(x)≈176。時(shí)，為了方便研究和實(shí)現(xiàn)，我們只能折合成按兩個(gè)小時(shí)在去驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)即T（x）=2h(x=1月、2月、3月、9月、10月、11月、12月)，所以在x=1月、2月、3月、9月、10月、11月、12月控制定時(shí)時(shí)間為2小時(shí)，即2h通過(guò)單片機(jī)去控制步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)一步.T（x）=1h(x=4月、5月、6月、7月、8月)，所以在x=4月、5月、6月、7月、8月，控制定時(shí)時(shí)間為一小時(shí)，即1h通過(guò)單片機(jī)去控制步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)一步。通過(guò)這個(gè)函數(shù)關(guān)系，我們就確定了可以利用這個(gè)規(guī)律通過(guò)單片機(jī)去控制高度角步進(jìn)電機(jī)和方位角步進(jìn)電機(jī)了，從而實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能板的自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制。獲得了關(guān)系函數(shù)后，我們就按照這個(gè)關(guān)系函數(shù)，通過(guò)不同方式的定時(shí)來(lái)實(shí)現(xiàn)此關(guān)系函數(shù)所體現(xiàn)的信息，從而實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能板指向控制，所以我們就必須要設(shè)計(jì)出一個(gè)定時(shí)用的實(shí)時(shí)時(shí)鐘，做電子鐘的一般思路是直接用單片機(jī)的定時(shí)計(jì)數(shù)器，原理是利用單片機(jī)芯片的定時(shí)器來(lái)產(chǎn)生固定時(shí)間，模擬時(shí)鐘的秒、時(shí)、分。只用單片機(jī)做的好處是可以省去一些外圍的芯片，此方法很適用于一些要求不是十分精確，所以適合本系統(tǒng)對(duì)時(shí)鐘要求不是十分精確的場(chǎng)合。其中，選用AT89C51芯片，定時(shí)器用工作方式1，每50ms產(chǎn)生一個(gè)中斷，循環(huán)20次，即1s為一個(gè)周期。每一個(gè)周期加1，那么1min為60個(gè)周期，1h就是60*60=3600個(gè)周期，一天就是3600*24=86400個(gè)周期。選用12MHZ晶振，產(chǎn)生50ms中斷的計(jì)算如下。計(jì)算初值：機(jī)器周期=12/晶振頻率=，設(shè): 需要裝入的初值為x，則假設(shè)x=15536，計(jì)數(shù)器從15536開(kāi)始計(jì)數(shù)，一直到65535.假設(shè)選用T1計(jì)時(shí)器，TH1和TL1分別用來(lái)存儲(chǔ)定時(shí)初始值的高8位和低8位，將x轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制并存儲(chǔ)到TH1和TL1中，即：TH1=0x3c；TL1=0xb0；一個(gè)基本的數(shù)字鐘電路主要由譯碼顯示器、“時(shí)”，“分”，“秒”計(jì)數(shù)器、振蕩器組成。主電路系統(tǒng)由秒信號(hào)發(fā)生器、“時(shí)、分、秒”計(jì)數(shù)器、譯碼器及顯示器組成。秒信號(hào)產(chǎn)生器是整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)基信號(hào)，它直接決定計(jì)時(shí)系統(tǒng)的精度，一般用石英晶體振蕩器加分頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)。將標(biāo)準(zhǔn)秒信號(hào)送入“秒計(jì)數(shù)器”，“秒計(jì)數(shù)器”采用60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每累計(jì)60秒發(fā)出一個(gè)“分脈沖”信號(hào)，該信號(hào)將作為“分計(jì)數(shù)器”的時(shí)鐘脈沖?！胺钟?jì)數(shù)器”也采用60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每累計(jì)60分鐘，發(fā)出一個(gè)“時(shí)脈沖”信號(hào)，該信號(hào)將被送到“時(shí)計(jì)數(shù)器”?！皶r(shí)計(jì)數(shù)器”采用24進(jìn)制計(jì)時(shí)器，可實(shí)現(xiàn)對(duì)一天24小時(shí)的累計(jì)。譯碼顯示電路將“時(shí)”、“分”、“秒”計(jì)數(shù)器的輸出狀態(tài)用七段顯示譯碼器譯碼，通過(guò)七段顯示器顯示出來(lái)。下面就用實(shí)時(shí)時(shí)鐘流程圖對(duì)基于單片機(jī)采用軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)時(shí)鐘進(jìn)行介紹。程序開(kāi)始調(diào)用后，首先進(jìn)行初始化，定義全局變量、局部變量及初值設(shè)定。然后定義一個(gè)定時(shí)中斷，定時(shí)結(jié)束后執(zhí)行中斷程序。判斷定時(shí)次數(shù)是否達(dá)到設(shè)定值，達(dá)到設(shè)定值則執(zhí)行秒加1；否則跳出中斷程序，執(zhí)行下一個(gè)定時(shí)。開(kāi)始開(kāi)啟定時(shí)每50ms產(chǎn)生一個(gè)中斷產(chǎn)生一個(gè)中斷t加1，并且判斷t是否等于20，即1s為一個(gè)周期每t=20，second就加1，表示1ssecond是否為60minter是否為60hour是否為24YNNYNYNY圖22 實(shí)時(shí)時(shí)鐘流圖圖23電路原理圖開(kāi)始初始化判斷是否兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)同時(shí)步進(jìn)延時(shí)調(diào)用高度角步進(jìn)函數(shù)是否步進(jìn)完成正轉(zhuǎn)步進(jìn)調(diào)用反轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)表，并進(jìn)行反轉(zhuǎn)調(diào)用正轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)表，并進(jìn)行正轉(zhuǎn)是否步進(jìn)完成反轉(zhuǎn)步進(jìn)調(diào)用方位角步進(jìn)函數(shù)調(diào)用反轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)表，并進(jìn)行反轉(zhuǎn)是否步進(jìn)達(dá)到要求調(diào)用方位角步進(jìn)數(shù)據(jù)表NYNNYNY圖24系統(tǒng)流程圖利用公知的地球自轉(zhuǎn)和地球繞日公轉(zhuǎn)規(guī)律實(shí)現(xiàn)的太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤方法，對(duì)太陽(yáng)能利用率的提高取到積極作用，而且實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，要求也比較低，利用較低的成本實(shí)現(xiàn)了高的效益，在未來(lái)市場(chǎng)有一點(diǎn)