基于環(huán)境數(shù)據(jù)自適應(yīng)風(fēng)力發(fā)電捕風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

第1章緒論1.1研究的目的基于環(huán)境數(shù)據(jù)自適應(yīng)風(fēng)力發(fā)電捕風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)旨在解決傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中存在的一些問(wèn)題，例如低效率、低可靠性和高維護(hù)成本等問(wèn)題REF_Ref31882\r\h[1]。其主要目的是通過(guò)利用環(huán)境數(shù)據(jù)和智能控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)捕風(fēng)系統(tǒng)對(duì)環(huán)境變化的自適應(yīng)調(diào)節(jié)，提高風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的效率和可靠性，降低維護(hù)成本REF_Ref31980\r\h[2]。具體來(lái)說(shuō)，基于環(huán)境數(shù)據(jù)自適應(yīng)風(fēng)力發(fā)電捕風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目的包括：通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析環(huán)境數(shù)據(jù)，捕風(fēng)系統(tǒng)可以自動(dòng)調(diào)整風(fēng)輪角度和轉(zhuǎn)速，最大限度地捕獲風(fēng)能，提高風(fēng)力發(fā)電效率；捕風(fēng)系統(tǒng)可以根據(jù)環(huán)境數(shù)據(jù)自動(dòng)調(diào)整風(fēng)輪的角度和轉(zhuǎn)速，避免了傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中由于人為誤差和外界干擾造成的故障，提高了系統(tǒng)的可靠性；降低維護(hù)成本：基于環(huán)境數(shù)據(jù)的自適應(yīng)調(diào)節(jié)可以使捕風(fēng)系統(tǒng)更加智能化，避免了人工干預(yù)和巡檢，減少了最后的維護(hù)成本。1.2研究的意義風(fēng)力發(fā)電一種清潔能源，通過(guò)提高風(fēng)力發(fā)電效率和可靠性，可以減少對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴(lài)，從而減少對(duì)環(huán)境的影響，提高環(huán)保性REF_Ref32052\r\h[3]。基于環(huán)境數(shù)據(jù)自適應(yīng)風(fēng)力發(fā)電捕風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)旨在通過(guò)智能控制技術(shù)和環(huán)境數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與分析，實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的自適應(yīng)調(diào)節(jié)，提高效率、可靠性和環(huán)保性，降低維護(hù)成本，從而實(shí)現(xiàn)更加可持續(xù)的發(fā)展REF_Ref32068\r\h[4]。風(fēng)力發(fā)電與儲(chǔ)能科技相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域能源利用的可持續(xù)性為智慧城市建設(shè)也提供了可能，同時(shí)在多個(gè)領(lǐng)域?yàn)槿祟?lèi)的生產(chǎn)生活帶來(lái)便利和經(jīng)濟(jì)效益，基于環(huán)境數(shù)據(jù)自適應(yīng)風(fēng)力發(fā)電捕風(fēng)系統(tǒng)的意義在于實(shí)現(xiàn)更加高效、可靠、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和可持續(xù)的風(fēng)力發(fā)電，為能源轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)REF_Ref32081\r\h[5]。

第2章現(xiàn)狀分析2.1國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀分析近年來(lái)，中國(guó)在風(fēng)力發(fā)電技術(shù)研究領(lǐng)域取得了較大進(jìn)展，基于環(huán)境數(shù)據(jù)自適應(yīng)風(fēng)力發(fā)電捕風(fēng)系統(tǒng)也成為了國(guó)內(nèi)研究的熱點(diǎn)之一REF_Ref32104\r\h[6]。清華大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊控制的自適應(yīng)風(fēng)力機(jī)控制策略。該策略結(jié)合了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊控制的優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)在復(fù)雜環(huán)境下的穩(wěn)定控制和高效能輸出。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該策略比傳統(tǒng)PID控制方法具有更好的控制性能REF_Ref32127\r\h[7]。中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所也開(kāi)展了基于風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制的自適應(yīng)控制研究。該研究團(tuán)隊(duì)提出了一種基于自適應(yīng)轉(zhuǎn)矩控制的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制策略，可以實(shí)現(xiàn)在不同風(fēng)速下的最優(yōu)轉(zhuǎn)矩控制和最大功率跟蹤。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該策略可以有效提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率輸出和運(yùn)行穩(wěn)定性；華南理工大學(xué)、上海交通大學(xué)、南京工業(yè)大學(xué)等多所高校也在基于環(huán)境數(shù)據(jù)自適應(yīng)風(fēng)力發(fā)電捕風(fēng)系統(tǒng)方面進(jìn)行了一定的研究，并取得了一些成果。南京工業(yè)大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)提出了一種基于區(qū)間模糊控制的風(fēng)力機(jī)組控制策略，可以實(shí)現(xiàn)在復(fù)雜環(huán)境下的穩(wěn)定控制和最優(yōu)功率輸出REF_Ref32146\r\h[8]。中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所的劉浩等人發(fā)表了題為《風(fēng)力發(fā)電機(jī)組最大功率點(diǎn)跟蹤控制研究》的研究。該研究采用基于模糊控制的最大功率點(diǎn)跟蹤控制算法，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)最大化能量捕捉效率REF_Ref32163\r\h[9]。北京交通大學(xué)的王春霞等人發(fā)表了題為《基于模型參考自適應(yīng)控制的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制》的研究。該研究采用模型參考自適應(yīng)控制算法，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境數(shù)據(jù)，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行自適應(yīng)控制，以實(shí)現(xiàn)最大化能量捕捉效率和降低維護(hù)成本REF_Ref32179\r\h[10]。南京理工大學(xué)的劉雪鵬等人發(fā)表了題為《基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組最大功率點(diǎn)跟蹤控制研究》的研究。該研究采用基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的最大功率點(diǎn)跟蹤控制算法，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)最大化能量捕捉效率和降低維護(hù)成本REF_Ref32202\r\h[11]。華東交通大學(xué)的張寧等人發(fā)表了題為《基于PID控制的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)化》的研究。該研究采用PID控制算法，通過(guò)對(duì)實(shí)時(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，對(duì)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化控制，以實(shí)現(xiàn)最大化能量捕捉效率和降低能源成本REF_Ref32222\r\h[12]。2.2國(guó)外現(xiàn)狀分析國(guó)外在基于環(huán)境數(shù)據(jù)自適應(yīng)風(fēng)力發(fā)電捕風(fēng)系統(tǒng)的研究方面也取得了一定的進(jìn)展。德國(guó)的馬克斯·普朗克研究所開(kāi)發(fā)了一種基于模糊控制的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制策略。該策略可以根據(jù)風(fēng)速和風(fēng)向等環(huán)境因素，自動(dòng)調(diào)節(jié)葉片角度和轉(zhuǎn)速，以實(shí)現(xiàn)最大功率跟蹤和最優(yōu)控制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該策略可以有效提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率輸出和運(yùn)行穩(wěn)定性；荷蘭的代爾夫特理工大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)提出了一種基于模型預(yù)測(cè)控制的自適應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制策略。該策略可以通過(guò)建立風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的數(shù)學(xué)模型，預(yù)測(cè)不同環(huán)境條件下的最優(yōu)轉(zhuǎn)矩控制和最大功率跟蹤。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該策略可以在不同風(fēng)速下實(shí)現(xiàn)較高的功率輸出和運(yùn)行穩(wěn)定性；美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室、英國(guó)曼徹斯特大學(xué)、瑞典皇家理工學(xué)院等多所研究機(jī)構(gòu)也在基于環(huán)境數(shù)據(jù)自適應(yīng)風(fēng)力發(fā)電捕風(fēng)系統(tǒng)方面進(jìn)行了一定的研究，并取得了一些成果REF_Ref32241\r\h[13]。德國(guó)漢堡大學(xué)的KlausDiepold等人發(fā)表了題為《環(huán)境數(shù)據(jù)反饋的智能風(fēng)力渦輪機(jī)控制》的文章。該研究采用基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制技術(shù)，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)速和方向等環(huán)境數(shù)據(jù)，對(duì)風(fēng)力渦輪機(jī)進(jìn)行智能控制，以最大化能量捕捉效率REF_Ref32333\r\h[14]。英國(guó)格拉斯哥大學(xué)的A.A.Elserougy等人發(fā)表了題為《基于模糊邏輯的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組無(wú)模型自適應(yīng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》的研究。該研究使用基于模糊邏輯的控制算法，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境數(shù)據(jù)，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行自適應(yīng)控制，以實(shí)現(xiàn)最大化能量捕捉效率和降低維護(hù)成本REF_Ref32355\r\h[15]。荷蘭代爾夫特理工大學(xué)的JohanR.Meyers等人也發(fā)表了題為《基于模型預(yù)測(cè)控制的風(fēng)力渦輪機(jī)自適應(yīng)控制》的研究，該研究采用了基于模型預(yù)測(cè)控制的技術(shù)，結(jié)合實(shí)時(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)對(duì)風(fēng)力渦輪機(jī)進(jìn)行自適應(yīng)控制，以提高能量捕捉效率和降低風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的維護(hù)成本REF_Ref32375\r\h[16]。法國(guó)蒙彼利埃大學(xué)的G.Berthier等人發(fā)表了題為《基于人工智能技術(shù)的風(fēng)力渦輪機(jī)自適應(yīng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》的研究。該研究采用基于人工智能技術(shù)的控制算法，通過(guò)對(duì)實(shí)時(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，對(duì)風(fēng)力渦輪機(jī)進(jìn)行自適應(yīng)控制，以實(shí)現(xiàn)最大化能量捕捉效率和降低能源成本REF_Ref32391\r\h[17]。這些文章都對(duì)風(fēng)力發(fā)電設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，對(duì)于本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)。2.3主要研究?jī)?nèi)容本系統(tǒng)通過(guò)設(shè)計(jì)一款基于環(huán)境數(shù)據(jù)自適應(yīng)風(fēng)力發(fā)電捕風(fēng)系統(tǒng)，通過(guò)檢測(cè)裝置進(jìn)行風(fēng)向檢測(cè)，將內(nèi)容顯示在液晶屏上。同時(shí)風(fēng)輪驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電產(chǎn)生電能，存儲(chǔ)到系統(tǒng)鋰電池中后向外部進(jìn)行電力傳輸。實(shí)現(xiàn)的功能如下，先通過(guò)檢測(cè)裝置進(jìn)行風(fēng)向檢測(cè)并顯示方向，風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)，控制單元需要根據(jù)風(fēng)速和風(fēng)向?qū)崟r(shí)調(diào)整葉輪轉(zhuǎn)速和風(fēng)電機(jī)組偏航及葉片變漿，通過(guò)風(fēng)力帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)起來(lái)轉(zhuǎn)子在定子中旋轉(zhuǎn)形成一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，做切割磁力線運(yùn)動(dòng)形成感應(yīng)電勢(shì)通過(guò)接線端子引出接在回路中形成電流，并將電能存儲(chǔ)到鋰電池中系統(tǒng)通過(guò)可向外部供電。

第3章需求分析在功能結(jié)構(gòu)模塊設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)設(shè)計(jì)會(huì)詳細(xì)展現(xiàn)每個(gè)功能模塊具體的實(shí)現(xiàn)流程，并詳細(xì)描述出系統(tǒng)功能模塊的輸入、輸出和處理過(guò)程，這可以有效避免在系統(tǒng)實(shí)施階段對(duì)程序進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，用特定傳感器進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的整體功能REF_Ref32427\r\h[18]。3.1設(shè)計(jì)方案本設(shè)計(jì)是STM32F103C8T6單片機(jī)為控制核心，由發(fā)電機(jī)模塊，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，LED顯示模塊及其風(fēng)輪模塊組成。系統(tǒng)框圖如下圖：圖3-1結(jié)構(gòu)框圖通過(guò)檢測(cè)裝置進(jìn)行風(fēng)向檢測(cè)，將內(nèi)容顯示在液晶屏上。同時(shí)風(fēng)輪驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電產(chǎn)生電能，存儲(chǔ)到系統(tǒng)鋰電池中后向外部進(jìn)行電力傳輸。3.2功能需求分析發(fā)電機(jī)模塊：能夠?qū)C(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，實(shí)現(xiàn)電能輸出；具備高效能、穩(wěn)定性、可靠性等特性，保證長(zhǎng)期、穩(wěn)定的發(fā)電能力；能夠適應(yīng)不同的環(huán)境條件，包括風(fēng)速、風(fēng)向等因素，以實(shí)現(xiàn)最大功率跟蹤和最優(yōu)控制；具備保護(hù)功能，能夠在發(fā)生故障或異常情況下自動(dòng)停機(jī)，以保護(hù)設(shè)備和人員安全；支持遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、功率輸出等參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制；具備智能化功能，能夠根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)，對(duì)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、功率輸出等參數(shù)進(jìn)行智能化分析和優(yōu)化，以提高發(fā)電效率和運(yùn)行穩(wěn)定性REF_Ref32470\r\h[19]。LED顯示模塊：本模塊采用OLED液晶顯示屏，OLED顯示屏應(yīng)具有高清晰度、高對(duì)比度和高亮度，以便能夠清晰地顯示圖像和文字。OLED顯示屏應(yīng)具有低功耗和環(huán)保特性，以便減少能源的浪費(fèi)和對(duì)環(huán)境的影響；OLED顯示屏應(yīng)具有長(zhǎng)壽命和高可靠性，能夠在長(zhǎng)時(shí)間使用過(guò)程中保持穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性；OLED顯示屏應(yīng)具有靈活性，能夠適應(yīng)各種形狀和尺寸的需求；OLED顯示屏應(yīng)具有出色的顏色和飽和度，能夠顯示豐富多彩的圖像和視頻；OLED顯示屏應(yīng)具有觸摸屏功能；OLED顯示屏應(yīng)具有顯示控制的功能，能夠顯示各種類(lèi)型的信息，如文本、圖像、視頻等；OLED顯示屏應(yīng)具有輕薄設(shè)計(jì)，以便能夠適應(yīng)各種應(yīng)用場(chǎng)景和設(shè)備的需求；OLED顯示屏應(yīng)易于安裝和使用，以便能夠快速地配置和操作；OLED顯示屏應(yīng)支持多種語(yǔ)言和字符集，以便能夠適應(yīng)不同地區(qū)和用戶(hù)的需求REF_Ref32493\r\h[20]。3.2.1技術(shù)路線（1）硬件部分需要LED顯示屏模塊、發(fā)電機(jī)模塊、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、制動(dòng)裝置、風(fēng)輪；（2）采用KEIL5軟件平臺(tái)和C編程語(yǔ)言完成下位機(jī)軟件設(shè)計(jì);（3）發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)關(guān)使用交流接觸器，選用西門(mén)子系列接觸器;（4）設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)框圖；（5）進(jìn)行逆變器的選擇計(jì)算。3.2.2預(yù)期結(jié)果能夠?qū)︼L(fēng)向進(jìn)行檢測(cè)，并顯示。根據(jù)方向，轉(zhuǎn)動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)位置，風(fēng)力發(fā)電，并將電能存儲(chǔ)到鋰電池中，系統(tǒng)通過(guò)可向外部供電。3.3單片機(jī)型號(hào)選型51單片機(jī)的AD、EEPROM等功能需要靠擴(kuò)展，增加了硬件和軟件負(fù)擔(dān)；雖然I/O腳使用簡(jiǎn)單，但高電平時(shí)無(wú)輸出能力，這也是51系列單片機(jī)的最大軟肋；運(yùn)行速度過(guò)慢，特別是雙數(shù)據(jù)指針，如能改進(jìn)能給編程帶來(lái)很大的便利；51單片機(jī)保護(hù)能力很差，很容易燒壞芯片；目前在教學(xué)場(chǎng)合和對(duì)性能要求不高的場(chǎng)合大量被采用。32單片機(jī)可以直接驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示且外電路簡(jiǎn)單，它的A/D為10位，能滿(mǎn)足精度要求。具有在線調(diào)試及編程（ISP）功能。并且具有低工作電壓、低功耗、驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)。PIC系列單片機(jī)的I/O口是雙向的，其輸出電路為CMOS互補(bǔ)推挽輸出電路。I/O腳增加了用于設(shè)置輸入或輸出狀態(tài)的方向寄存器，從而解決了51系列I/O腳為高電平時(shí)同為輸入和輸出的狀態(tài)。當(dāng)置位1時(shí)為輸入狀態(tài)，且不管該腳呈高電平或低電平，對(duì)外均呈高阻狀態(tài);置位0時(shí)為輸出狀態(tài)，不管該腳為何種電平，均呈低阻狀態(tài)，有相當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)能力，低電平吸入電流達(dá)25mA，高電平輸出電流可達(dá)20mA。相對(duì)于51系列而言，這是一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)。

第4章整體設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)本系統(tǒng)設(shè)計(jì)一個(gè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)計(jì)，全部硬件開(kāi)發(fā)主要包含偏航系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)模塊、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、制動(dòng)裝置、風(fēng)輪組成，原理圖如圖4-1所示。圖4-1總體原理圖4.2系統(tǒng)主要功能模塊設(shè)計(jì)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括了偏航系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)模塊、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、制動(dòng)裝置、風(fēng)輪模塊以及單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)。4.2.1風(fēng)向傳感器功能模塊設(shè)計(jì)風(fēng)向傳感器是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分，用于測(cè)量風(fēng)的方向。特點(diǎn)：（1）本傳感器體積小巧化設(shè)計(jì)，測(cè)量精度高，響應(yīng)速度快，互換性好。（2）真正實(shí)現(xiàn)低成本、低價(jià)格、高性能。（3）法蘭安裝方式，可以實(shí)現(xiàn)下出線，側(cè)出線，簡(jiǎn)單方便。（4）數(shù)據(jù)傳輸效率高，性能可靠，確保正常工作。（5）電源適應(yīng)范圍寬，數(shù)據(jù)信息線性度好，信號(hào)傳輸距離長(zhǎng)。（6）具有風(fēng)向角度和風(fēng)向兩個(gè)參數(shù)，數(shù)據(jù)全面可靠。圖4-2風(fēng)向傳感器實(shí)物圖適用范圍：本品可測(cè)量室內(nèi)外環(huán)境任意方向，分辨率為0.1°，可廣泛用于工程機(jī)械（起重機(jī)、履帶吊、門(mén)吊、塔吊等）領(lǐng)域，鐵路、港口、碼頭、電廠、氣象、索道、環(huán)境、溫室、養(yǎng)殖、空氣調(diào)節(jié)、節(jié)能監(jiān)控、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、潔凈空間等領(lǐng)域的風(fēng)向測(cè)量。技術(shù)參數(shù)：（1）準(zhǔn)確度：±1°。（2）測(cè)量范圍：0～360°。（3）分辨率：0.1°。（4）啟動(dòng)風(fēng)速：≤0.5m/s。（5）最大回轉(zhuǎn)半徑：100mm。（6）輸出信號(hào)：A：電壓信號(hào)（0～2V，0～5V，0～10V三者選一）；B：4～20mA（電流環(huán)）；C：RS485（標(biāo)準(zhǔn)Modbus-RTU協(xié)議，設(shè)備默認(rèn)地址：01）。（7）供電電壓：5～24VDC（當(dāng)輸出信號(hào)為0～2V，RS485時(shí)）；12～24VDC（當(dāng)輸出信號(hào)為0～5V，0～10V，4～20mA時(shí)）。工作環(huán)境：溫度：－30～70℃；濕度：＜100%RH。圖4-3風(fēng)向傳感器電路圖其功能模塊設(shè)計(jì)如下：傳感器模塊：包括風(fēng)向傳感器和信號(hào)轉(zhuǎn)換器等組成部分，用于檢測(cè)和測(cè)量風(fēng)的方向，將測(cè)量結(jié)果轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出；信號(hào)處理模塊：對(duì)傳感器輸出的電信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、增益等信號(hào)處理，以提高信號(hào)的精度和穩(wěn)定性；數(shù)據(jù)處理模塊：通過(guò)對(duì)傳感器和信號(hào)處理模塊輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，獲取風(fēng)向數(shù)據(jù)，同時(shí)可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、平滑處理，以減少誤差和噪聲；通信模塊：將處理后的數(shù)據(jù)通過(guò)通信接口傳輸給其他設(shè)備或系統(tǒng)，如控制系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等；供電模塊：為傳感器和其他模塊提供穩(wěn)定的電源。風(fēng)向傳感器的功能模塊設(shè)計(jì)應(yīng)該具備高精度、穩(wěn)定性、可靠性和耐用性等特點(diǎn)，能夠適應(yīng)不同的環(huán)境條件和要求，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)向的準(zhǔn)確測(cè)量和數(shù)據(jù)傳輸。同時(shí)，還需要具備防水、防風(fēng)、防腐蝕等特性，以保證長(zhǎng)期的穩(wěn)定運(yùn)行。圖4-4風(fēng)向傳感器代碼4.2.2舵機(jī)功能模塊設(shè)計(jì)舵機(jī)是一種用于控制舵面、閥門(mén)、門(mén)窗等部件運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)執(zhí)行器。圖4-5舵機(jī)實(shí)物圖舵機(jī)參數(shù)（1）扭矩：可理解為在舵盤(pán)上據(jù)舵機(jī)軸中心水平距離1cm處舵機(jī)能夠帶動(dòng)的物體重量（2）舵機(jī)功率：=速度×扭矩（3）使用電壓：4.8V/6V（4）舵機(jī)類(lèi)型：數(shù)字舵機(jī)/模擬電機(jī)（5）轉(zhuǎn)角角度：90°/180°/360°（6）反應(yīng)轉(zhuǎn)速：指舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度。此速度無(wú)法更改，一般為0.11s/60°~0.21s/60°（無(wú)負(fù)載情況下轉(zhuǎn)過(guò)60°所需時(shí)間）。（7）插頭類(lèi)型：JR/FUTABA（8）結(jié)構(gòu)材質(zhì)：塑料齒/金屬齒（9）安裝尺寸/重量：舵機(jī)功率與舵機(jī)尺寸的比值可理解為該舵機(jī)的功率密度圖4-6舵機(jī)電路圖其功能模塊設(shè)計(jì)如下：電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊：包括電機(jī)、驅(qū)動(dòng)電路、傳感器等組成部分，用于控制舵機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向、速度和角度；控制模塊：對(duì)舵機(jī)進(jìn)行控制，通過(guò)對(duì)輸入的指令信號(hào)進(jìn)行解析和處理，控制舵機(jī)的運(yùn)動(dòng)，包括位置控制、速度控制、角度控制等；反饋模塊：通過(guò)傳感器測(cè)量舵機(jī)的實(shí)際位置和角度，與控制模塊輸出的目標(biāo)位置和角度進(jìn)行比較，從而實(shí)現(xiàn)舵機(jī)位置和角度的閉環(huán)控制；通信模塊：將舵機(jī)的狀態(tài)信息和運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)通過(guò)通信接口傳輸給其他設(shè)備或系統(tǒng)，如控制系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等；供電模塊：為舵機(jī)和其他模塊提供穩(wěn)定的電源。舵機(jī)的功能模塊設(shè)計(jì)應(yīng)該具備高精度、高速度、低噪聲、低能耗、可靠性等特點(diǎn)，能夠適應(yīng)不同的控制需求和工作環(huán)境。同時(shí)，還需要具備防震、防塵、防水等特性，以保證長(zhǎng)期的穩(wěn)定運(yùn)行。圖4-7舵機(jī)代碼4.2.3OLED顯示功能模塊設(shè)計(jì)OLED顯示屏的驅(qū)動(dòng)電路一般采用驅(qū)動(dòng)芯片和控制芯片組成。驅(qū)動(dòng)芯片用于驅(qū)動(dòng)OLED顯示屏的像素點(diǎn)，控制芯片用于處理輸入信號(hào)并將圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)津?qū)動(dòng)芯片。在電路設(shè)計(jì)中，需要根據(jù)所選的OLED顯示屏型號(hào)選擇相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)和控制芯片，并設(shè)計(jì)電源電路、信號(hào)處理電路等部分。圖4-7顯示實(shí)物圖并行接口的各個(gè)信號(hào)線的含義進(jìn)行解釋說(shuō)明：（1）CS：OLED片選信號(hào)；（2）WR：向OLED寫(xiě)入數(shù)據(jù)；（3）RD：從OLED讀取數(shù)據(jù)；（4）D[7：0]：8位雙向數(shù)據(jù)線；（5）RST（RES）：硬復(fù)位OLED；（6）DC（RS）：命令/數(shù)據(jù)標(biāo)志（0，讀寫(xiě)命令；1，讀寫(xiě)數(shù)據(jù)）。圖4-8OLED電路圖PCB設(shè)計(jì)：根據(jù)電路設(shè)計(jì)，進(jìn)行PCB布線設(shè)計(jì)。需要注意信號(hào)線的阻抗匹配、電路板的防干擾措施等問(wèn)題。在布線時(shí)，需要確保電源電路和信號(hào)處理電路之間的相互獨(dú)立，以減少干擾。機(jī)械設(shè)計(jì)：根據(jù)硬件尺寸和形狀要求，進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)。需要考慮外殼材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)械加工工藝等問(wèn)題。在設(shè)計(jì)外殼結(jié)構(gòu)時(shí)，需要考慮顯示屏的保護(hù)和支撐問(wèn)題。綜上所述，OLED顯示功能的硬件設(shè)計(jì)需要充分考慮電路設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)等方面的問(wèn)題，以確保模塊具有穩(wěn)定可靠的性能。同時(shí)，為了使OLED顯示功能模塊更加易于使用，還需要設(shè)計(jì)合理的接口和操作方式。其原理圖如圖4-2所示圖4-9OLED代碼4.3軟件主流程圖主程序首先對(duì)單片機(jī)進(jìn)行初始化，使得相應(yīng)的IO口以及中斷寄存器置位，以滿(mǎn)足接下來(lái)的操作。圖4-3系統(tǒng)軟件主流程圖4.4舵機(jī)處理程序的設(shè)計(jì)舵機(jī)是一種用于控制舵面、閥門(mén)、門(mén)窗等部件運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)執(zhí)行器。其功能模塊設(shè)計(jì)如下：電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊：包括電機(jī)、驅(qū)動(dòng)電路、傳感器等組成部分，用于控制舵機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向、速度和角度；控制模塊：對(duì)舵機(jī)進(jìn)行控制，通過(guò)對(duì)輸入的指令信號(hào)進(jìn)行解析和處理，控制舵機(jī)的運(yùn)動(dòng)，包括位置控制、速度控制、角度控制等；反饋模塊：通過(guò)傳感器測(cè)量舵機(jī)的實(shí)際位置和角度，與控制模塊輸出的目標(biāo)位置和角度進(jìn)行比較，從而實(shí)現(xiàn)舵機(jī)位置和角度的閉環(huán)控制；通信模塊：將舵機(jī)的狀態(tài)信息和運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)通過(guò)通信接口傳輸給其他設(shè)備或系統(tǒng)，如控制系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等；供電模塊：為舵機(jī)和其他模塊提供穩(wěn)定的電源。舵機(jī)的功能模塊設(shè)計(jì)應(yīng)該具備高精度、高速度、低噪聲、低能耗、可靠性等特點(diǎn)，能夠適應(yīng)不同的控制需求和工作環(huán)境。同時(shí)，還需要具備防震、防塵、防水等特性，以保證長(zhǎng)期的穩(wěn)定運(yùn)行。4.5風(fēng)向傳感器程序設(shè)計(jì)風(fēng)向傳感器軟件設(shè)計(jì)需要實(shí)現(xiàn)以下功能：數(shù)據(jù)采集功能：獲取風(fēng)向傳感器的測(cè)量數(shù)據(jù)，包括風(fēng)向和信號(hào)強(qiáng)度等信息；數(shù)據(jù)處理功能：對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，進(jìn)行濾波、去噪、校準(zhǔn)等處理，以提高數(shù)據(jù)的精度和穩(wěn)定性；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能：將處理后的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到內(nèi)存或外部存儲(chǔ)器中，以備后續(xù)使用；通信功能：通過(guò)串口、CAN總線或無(wú)線通信等方式將數(shù)據(jù)傳輸給其他設(shè)備或系統(tǒng)；狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)向傳感器的工作狀態(tài)和異常情況，如電源電壓、傳感器狀態(tài)、通信狀態(tài)等；人機(jī)交互功能：提供圖形界面，方便用戶(hù)配置參數(shù)、查看數(shù)據(jù)、診斷故障等操作。在軟件設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)硬件設(shè)計(jì)的要求和接口協(xié)議，編寫(xiě)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序和通信協(xié)議。同時(shí)，還需要進(jìn)行算法優(yōu)化和測(cè)試驗(yàn)證，以保證軟件的穩(wěn)定性和可靠性。最終，應(yīng)該將軟件設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行整合，形成完整的風(fēng)向傳感器系統(tǒng)。4.6OLED顯示的程序設(shè)計(jì)OLED顯示屏是一種基于有機(jī)發(fā)光材料的顯示技術(shù)，具有高亮度、高對(duì)比度、低功耗等特點(diǎn)，適用于嵌入式系統(tǒng)、智能家居、智能手表等各種場(chǎng)景。OLED顯示屏軟件程序設(shè)計(jì)需要實(shí)現(xiàn)以下功能：初始化功能：初始化OLED顯示屏，包括配置OLED參數(shù)、初始化SPI/I2C接口、設(shè)置顯示模式等；顯示功能：將需要顯示的信息通過(guò)SPI/I2C接口發(fā)送到OLED顯示屏，實(shí)現(xiàn)圖形、文字、圖像等多種顯示方式；控制功能：控制OLED顯示屏的亮度、對(duì)比度、清屏、翻頁(yè)等操作；字庫(kù)管理功能：管理OLED顯示屏所需的字庫(kù)資源，包括存儲(chǔ)、加載、切換等操作；節(jié)能功能：根據(jù)實(shí)際情況，通過(guò)控制OLED顯示屏的亮度和休眠等方式實(shí)現(xiàn)節(jié)能；多任務(wù)管理功能：支持多任務(wù)并發(fā)操作，實(shí)現(xiàn)各種功能之間的切換和并行執(zhí)行。在OLED顯示屏軟件程序設(shè)計(jì)中，需要使用C語(yǔ)言或匯編語(yǔ)言編寫(xiě)底層驅(qū)動(dòng)程序，以實(shí)現(xiàn)對(duì)OLED顯示屏的底層控制和通信。同時(shí)，還需要結(jié)合圖形庫(kù)、字庫(kù)、顯示協(xié)議等進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)，以實(shí)現(xiàn)多種顯示方式。最終，需要進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證，保證軟件的可靠性和穩(wěn)定性。4.7本章小結(jié)對(duì)系統(tǒng)的功能進(jìn)行分析，論述各個(gè)功能模塊的需求，對(duì)其中功能模塊的設(shè)計(jì)進(jìn)行流程化，可以使得系統(tǒng)具有完整性，可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能，利于后期的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，簡(jiǎn)化后期的工作。

第5章系統(tǒng)測(cè)試在這一部分調(diào)試中，用Keiluveeision編譯程序程序，轉(zhuǎn)化成十六進(jìn)制文檔后，就可以把十六進(jìn)制文件上傳到單片機(jī)上，本新項(xiàng)目中的軟件調(diào)試是用KeiluVision5集成化開(kāi)發(fā)工具對(duì)STM32開(kāi)展調(diào)試。STM32的調(diào)試必須電焊焊接在板上的調(diào)試插口來(lái)聯(lián)接J-link或ST-link的單步調(diào)試法，而且要在PC上安裝相對(duì)應(yīng)調(diào)試器的推動(dòng)程序。一塊裸板的調(diào)試方式有很多種多樣，在其中最經(jīng)常使用的有：照亮法、串口打印出(printf)、模擬仿真調(diào)試器斷點(diǎn)調(diào)試調(diào)試法(J-Link或ST-Link)。照明燈具方式，說(shuō)白了，便是應(yīng)用電焊焊接在單片機(jī)開(kāi)發(fā)板上的LED燈開(kāi)展調(diào)試。在相匹配于燈的引腳被配備以后，照明燈具程序句子被加入到要被調(diào)試的編碼中。仔細(xì)觀察燈開(kāi)幾回、關(guān)多少次，或是一些程序有什么問(wèn)題的燈不閃，就可以發(fā)覺(jué)哪個(gè)編碼有什么問(wèn)題。串口打印出：配備STM32的串口一部分，使其正常的工作中，隨后在PC機(jī)上運(yùn)作串口調(diào)試專(zhuān)用工具的運(yùn)用程序，將調(diào)試信息內(nèi)容打印出到待調(diào)試程序的串口上。在程序出差錯(cuò)的情形下，絕大多數(shù)情形下不容易打印信息，可以合理出現(xiàn)未知錯(cuò)誤。仿真器調(diào)試，選用硬件配置調(diào)試器和MDK軟件緊密結(jié)合的方法來(lái)終斷程序，程序會(huì)全自動(dòng)停在中斷點(diǎn)處，隨后調(diào)試器可以一步步觀查數(shù)據(jù)信息值的轉(zhuǎn)變，進(jìn)而開(kāi)展調(diào)試。5.1測(cè)試目的軟件測(cè)試是為了發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中可能存在的缺陷，有的人認(rèn)為在測(cè)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤越少越好，但事實(shí)并不是這樣的，只有在測(cè)試階段發(fā)現(xiàn)更多的問(wèn)題才有利于提高軟件的完整性。軟件測(cè)試是一個(gè)破壞性的過(guò)程，其目的是為了盡可能多地發(fā)現(xiàn)軟件中的錯(cuò)誤，而不是為了演示軟件的正確功能。5.2測(cè)試原則軟件測(cè)試應(yīng)當(dāng)遵循四個(gè)原則，分別為：測(cè)試應(yīng)基于系統(tǒng)的需求；測(cè)試要盡早的進(jìn)行；在編寫(xiě)測(cè)試用例時(shí)，要考慮極端的條件，如特殊值、邊界值的輸入；測(cè)試用例編寫(xiě)應(yīng)當(dāng)包括合理的輸入條件和不合理的輸入條件；充分注意測(cè)試中的群集現(xiàn)象。5.3模塊測(cè)試基于環(huán)境數(shù)據(jù)自適應(yīng)風(fēng)力發(fā)電捕風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一種清潔能源的設(shè)計(jì)，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)不僅可以將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，并且還可以測(cè)量風(fēng)速方向。風(fēng)向傳感器模塊：包括風(fēng)向傳感器和信號(hào)轉(zhuǎn)換器等組成部分，用于檢測(cè)和測(cè)量風(fēng)的方向，將測(cè)量結(jié)果轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出發(fā)電機(jī)模塊：系統(tǒng)能夠?qū)L(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存到電池中，部分代碼如下所示：uint32_t__get_PSP(void)__attribute__((naked));uint32_t__get_PSP(void){uint32_tresult=0;__ASMvolatile("MRS%0,psp\n\t""MOVr0,%0\n\t""BXlr\n\t":"=r"(result));return(result);}顯示屏模塊：系統(tǒng)能夠?qū)⒉杉降碾妷簲?shù)值通過(guò)OLED顯示屏顯示出來(lái)。部分代碼如下所示：voidWrite_IIC_Data(unsignedcharIIC_Data){OLED_IIC_Start();Write_IIC_Byte(0x78); //D/C#=0;R/W#=0 OLED_IIC_Wait_Ack(); Write_IIC_Byte(0x40); //writedata OLED_IIC_Wait_Ack(); Write_IIC_Byte(IIC_Data); OLED_IIC_Wait_Ack(); OLED_IIC_Stop();}PCB設(shè)計(jì)模塊：根據(jù)電路設(shè)計(jì)，進(jìn)行PCB布線設(shè)計(jì)。需要注意信號(hào)線的阻抗匹配、電路板的防干擾措施等問(wèn)題。在布線時(shí)，需要確保電源電路和信號(hào)處理電路之間的相互獨(dú)立，以減少干擾。通信功能模塊：通過(guò)串口、CAN總線或無(wú)線通信等方式將數(shù)據(jù)傳輸給其他設(shè)備或系統(tǒng)，將舵機(jī)的狀態(tài)信息和運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)通過(guò)通信接口傳輸出去。5.4整體測(cè)試表現(xiàn)功能通過(guò)手部模擬風(fēng)力驅(qū)動(dòng)風(fēng)葉轉(zhuǎn)動(dòng)，然后通過(guò)內(nèi)置的STM32芯片檢測(cè)裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)，再將內(nèi)容顯示在液晶屏上，顯示為fx即為風(fēng)向，并且顯示的數(shù)據(jù)會(huì)隨著風(fēng)葉轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)時(shí)改變數(shù)字。圖5-1功能測(cè)試圖風(fēng)葉轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行，控制單元根據(jù)風(fēng)速和風(fēng)向?qū)崟r(shí)調(diào)整葉輪轉(zhuǎn)速和風(fēng)電機(jī)組偏航及葉片變漿，對(duì)舵機(jī)進(jìn)行控制，通過(guò)對(duì)輸入的指令信號(hào)進(jìn)行解析和處理，控制舵機(jī)的運(yùn)動(dòng)圖5-2功能測(cè)試圖風(fēng)輪驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電產(chǎn)生電能，再存儲(chǔ)到系統(tǒng)鋰電池中后向外部進(jìn)行電力傳輸，本實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)為L(zhǎng)ED燈亮起表示已完成向外傳輸電能。圖5-3功能測(cè)試圖5.5測(cè)試結(jié)果在該章中，對(duì)系統(tǒng)的功能模塊進(jìn)行測(cè)試，對(duì)其獲得的測(cè)試進(jìn)行詳細(xì)的記錄，并且進(jìn)行分析，可以使得系統(tǒng)具有正常運(yùn)行的特性，在模塊控制中，通過(guò)正常的使用，可以符合要求，LED燈正常亮起，使得該系統(tǒng)通過(guò)測(cè)試。5.6測(cè)試總結(jié)在本次設(shè)計(jì)中出現(xiàn)顯示屏不顯示內(nèi)容的問(wèn)題，最終從網(wǎng)上查閱大量資料，最后發(fā)現(xiàn)是程序跑得太快，在屏還沒(méi)上電就開(kāi)始屏幕的初始化，所以導(dǎo)致屏無(wú)法顯示。最終將整個(gè)系統(tǒng)完成。

第6章展望本章主要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程進(jìn)行了總結(jié)敘述和系統(tǒng)開(kāi)發(fā)完成后的心得體會(huì)，整個(gè)開(kāi)發(fā)工程中從開(kāi)始的選題到最后項(xiàng)目完成這使我從中受益匪淺。6.1展望此次設(shè)計(jì)不僅僅是一個(gè)硬件電路設(shè)計(jì)和程序編寫(xiě)的過(guò)程，更重要的是實(shí)際問(wèn)題的分析和設(shè)計(jì)階段的努力。首先，通過(guò)查閱文獻(xiàn)來(lái)獲得研究資料，對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中所涉及到的相關(guān)內(nèi)容，初步構(gòu)想系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能及其運(yùn)用的技術(shù)并搜集相關(guān)資料，作為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的素材。其次，通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)的研究，運(yùn)用歸納和演繹、分析與綜合以及抽象與概括等方法，深入了解軟件和硬件開(kāi)發(fā)的相關(guān)技術(shù)，從而熟悉系統(tǒng)中各個(gè)功能模塊之間的關(guān)系，掌握系統(tǒng)的工作原理及其本質(zhì)，確定開(kāi)發(fā)流程。最后，希望通過(guò)已有的每一塊功能的結(jié)合進(jìn)行總結(jié)，設(shè)計(jì)出一套優(yōu)良的系統(tǒng)，并規(guī)范的編寫(xiě)程序。在軟硬件的設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中遇到了許多意想不到的問(wèn)題。硬件方面最大的問(wèn)題就是傳感器。軟件方面最大的問(wèn)題就是邏輯的問(wèn)題，有時(shí)候想法不夠細(xì)膩和仔細(xì)使得在進(jìn)行模擬的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)邏輯上的錯(cuò)誤，然而通過(guò)不斷的嘗試和實(shí)驗(yàn)最后發(fā)現(xiàn)了漏洞并且解決了問(wèn)題。此時(shí)畢業(yè)設(shè)計(jì)，充分利用單片機(jī)開(kāi)發(fā)上的靈活、快速的特點(diǎn)，來(lái)實(shí)現(xiàn)智能控制的設(shè)計(jì)。通過(guò)本次畢業(yè)論文的設(shè)計(jì)，使我認(rèn)識(shí)到作為科技人員，重要的是思維縝密，知識(shí)經(jīng)驗(yàn)積累深厚，堅(jiān)強(qiáng)的意志，同時(shí)還要?jiǎng)?chuàng)新的精神，當(dāng)你覺(jué)得一種做法可能可以實(shí)現(xiàn)的時(shí)候就應(yīng)該勇于嘗試，遇到問(wèn)題的時(shí)候應(yīng)該多問(wèn)多想，不輕易放棄。在以后的工.作和學(xué)習(xí)中，要勤奮踏實(shí)，善于思考，才能在競(jìng)爭(zhēng)激烈的社會(huì)中提升自我的實(shí)用價(jià)值。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)給了我一個(gè)很好的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，我在這里面學(xué)習(xí)到很多東西，受益匪淺?；诃h(huán)境數(shù)據(jù)自適應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電捕風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)在未來(lái)有著廣闊的應(yīng)用前景和發(fā)展空間。隨著能源危機(jī)日益嚴(yán)重，人們對(duì)新型清潔能源的需求不斷增加，風(fēng)力發(fā)電作為一種成熟的清潔能源形式受到越來(lái)越多的關(guān)注和重視。而基于環(huán)境數(shù)據(jù)自適應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電捕風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，能夠根據(jù)不同環(huán)境條件實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)的控制，提高風(fēng)能的利用效率，進(jìn)一步推動(dòng)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展。未來(lái)，可以通過(guò)采用更先進(jìn)的控制算法和新材料技術(shù)，優(yōu)化風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提高捕捉風(fēng)能的效率，降低維護(hù)成本和對(duì)環(huán)境的影響。同時(shí)，隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的不斷發(fā)展，可以將風(fēng)力發(fā)電捕風(fēng)系統(tǒng)與其他智能設(shè)備進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)更智能、更高效的能源管理。此外，還可以通過(guò)跨學(xué)科合作，結(jié)合氣象學(xué)、環(huán)境科學(xué)等學(xué)科的研究成果，不斷提升風(fēng)力發(fā)電的可靠性和適應(yīng)性，推動(dòng)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)向更高水平發(fā)展。因此，基于環(huán)境數(shù)據(jù)自適應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電捕風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)在未來(lái)將會(huì)有更加廣泛的應(yīng)用和更大的發(fā)展空間。

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delay_init(); //延時(shí)函數(shù)初始化 NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//設(shè)置中斷優(yōu)先級(jí)分組為組2：2位搶占優(yōu)先級(jí)，2位響應(yīng)優(yōu)先級(jí) system_Time_Init(9,7199); USART1_Config(9600); adc_init();// sys_gpio_init();// key_init(10,500,1100,3000); OLED_Init(); //初始化OLED OLED_Clear();OLED_ShowString(0,0,"nihao",12); TIM3_PWM_Init(200,7200); while(1) { app(); } }stm32f10x_it.c/*********************************************************************************@fileGPIO/IOToggle/stm32f10x_it.c*@authorMCDApplicationTeam*@versionV3.5.0*@date08-April-2011*@briefMainInterruptServiceRoutines.*Thisfileprovidestemplateforallexceptionshandlerandperipherals*interruptserviceroutine.*******************************************************************************@attention**THEPRESENTFIRMWAREWHICHISFORGUIDANCEONLYAIMSATPROVIDINGCUSTOMERS*WITHCODINGINFORMATIONREGARDINGTHEIRPRODUCTSINORDERFORTHEMTOSAVE*TIME.ASARESULT,STMICROELECTRONICSSHALLNOTBEHELDLIABLEFORANY*DIRECT,INDIRECTORCONSEQUENTIALDAMAGESWITHRESPECTTOANYCLAIMSARISING*FROMTHECONTENTOFSUCHFIRMWAREAND/ORTHEUSEMADEBYCUSTOMERSOFTHE*CODINGINFORMATIONCONTAINEDHEREININCONNECTIONWITHTHEIRPRODUCTS.**<h2><center>©COPYRIGHT2011STMicroelectronics</center></h2>*******************************************************************************//*Includes*/#include"stm32f10x_it.h"voidNMI_Handler(void){}voidHardFault_Handler(void){/*GotoinfiniteloopwhenHardFaultexceptionoccurs*/while(1){}}voidMemManage_Handler(void){/*GotoinfiniteloopwhenMemoryManageexceptionoccurs*/while(1){}}voidBusFault_Handler(void){/*GotoinfiniteloopwhenBusFaultexceptionoccurs*/while(1){}}voidUsageFault_Handler(void){/*GotoinfiniteloopwhenUsageFaultexceptionoccurs*/while(1){}}voidSVC_Handler(void){}voidDebugMon_Handler(void){}voidPendSV_Handler(void){}voidSysTick_Handler(void){}/******************************************************************************//*STM32F10xPeripheralsInterruptHandlers*//*AddheretheInterruptHandlerfortheusedperipheral(s)(PPP),forthe*//*availableperipheralinterrupthandler'snamepleaserefertothestartup*//*file(startup_stm32f10x_xx.s).*//******************************************************************************/system_stm32f10x.c/*********************************************************************************@fileGPIO/IOToggle/system_stm32f10x.c*@authorMCDApplicationTeam*@versionV3.5.0*@date08-April-2011*@briefCMSISCortex-M3DevicePeripheralAccessLayerSystemSourceFile.**1.Thisfileprovidestwofunctionsandoneglobalvariabletobecalledfrom*userapplication:*-SystemInit():Setupsthesystemclock(Systemclocksource,PLLMultiplier*factors,AHB/APBxprescalersandFlashsettings).*Thisfunctioniscalledatstartupjustafterresetand*beforebranchtomainprogram.Thiscallismadeinside*the"startup_stm32f10x_xx.s"file.**-SystemCoreClockvariable:Containsthecoreclock(HCLK),itcanbeused*bytheuserapplicationtosetuptheSysTick*timerorconfigureotherparameters.**-SystemCoreClockUpdate():UpdatesthevariableSystemCoreClockandmust*becalledwheneverthecoreclockischanged*duringprogramexecution.**2.AftereachdeviceresettheHSI(8MHz)isusedassystemclocksource.*ThenSystemInit()functioniscalled,in"startup_stm32f10x_xx.s"file,to*configurethesystemclockbeforetobranchtomainprogram.**3.Ifthesystemclocksourceselectedbyuserfailstostartup,theSystemInit()*functionwilldonothingandHSIstillusedassystemclocksource.Usercan*addsomecodetodealwiththisissueinsidetheSetSysClock()function.**4.ThedefaultvalueofHSEcrystalissetto8MHz(or25MHz,depedningon*theproductused),referto"HSE_VALUE"definein"stm32f10x.h"file.*WhenHSEisusedassystemclocksource,directlyorthroughPLL,andyou*areusingdifferentcrystalyouhavetoadapttheHSEvaluetoyourown*configuration.********************************************************************************@attention**THEPRESENTFIRMWAREWHICHISFORGUIDANCEONLYAIMSATPROVIDINGCUSTOMERS*WITHCODINGINFORMATIONREGARDINGTHEIRPRODUCTSINORDERFORTHEMTOSAVE*TIME.ASARESULT,STMICROELECTRONICSSHALLNOTBEHELDLIABLEFORANY*DIRECT,INDIRECTORCONSEQUENTIALDAMAGESWITHRESPECTTOANYCLAIMSARISING*FROMTHECONTENTOFSUCHFIRMWAREAND/ORTHEUSEMADEBYCUSTOMERSOFTHE*CODINGINFORMATIONCONTAINEDHEREININCONNECTIONWITHTHEIRPRODUCTS.**<h2><center>©COPYRIGHT2011STMicroelectronics</center></h2>*******************************************************************************//**@addtogroupCMSIS*@{*//**@addtogroupstm32f10x_system*@{*//**@addtogroupSTM32F10x_System_Private_Includes*@{*/#include"stm32f10x.h"/***@}*//**@addtogroupSTM32F10x_System_Private_TypesDefinitions*@{*//***@}*//**@addtogroupSTM32F10x_System_Private_Defines*@{*//*!<UncommentthelinecorrespondingtothedesiredSystemclock(SYSCLK)frequency(afterresettheHSIisusedasSYSCLKsource)IMPORTANTNOTE:==============1.AftereachdeviceresettheHSIisusedasSystemclocksource.2.PleasemakesurethattheselectedSystemclockdoesn'texceedyourdevice'smaximumfrequency.3.Ifnoneofthedefinebelowisenabled,theHSIisusedasSystemclocksource.4.TheSystemclockconfigurationfunctionsprovidedwithinthisfileassumethat:-ForLow,MediumandHighdensityValuelinedevicesanexternal8MHzcrystalisusedtodrivetheSystemclock.-ForLow,MediumandHighdensitydevicesanexternal8MHzcrystalisusedtodrivetheSystemclock.-ForConnectivitylinedevicesanexternal25MHzcrystalisusedtodrivetheSystemclock.Ifyouareusingdifferentcrystalyouhavetoadaptthosefunctionsaccordingly.*/#ifdefined(STM32F10X_LD_VL)||(definedSTM32F10X_MD_VL)||(definedSTM32F10X_HD_VL)/*#defineSYSCLK_FREQ_HSEHSE_VALUE*/#defineSYSCLK_FREQ_24MHz24000000#else/*#defineSYSCLK_FREQ_HSEHSE_VALUE*//*#defineSYSCLK_FREQ_24MHz24000000*//*#defineSYSCLK_FREQ_36MHz36000000*//*#defineSYSCLK_FREQ_48MHz48000000*//*#defineSYSCLK_FREQ_56MHz56000000*/#defineSYSCLK_FREQ_72MHz72000000#endif/*!<UncommentthefollowinglineifyouneedtouseexternalSRAMmountedonSTM3210E-EVALboard(STM32HighdensityandXL-densitydevices)oronSTM32100E-EVALboard(STM32High-densityvaluelinedevices)asdatamemory*/#ifdefined(STM32F10X_HD)||(definedSTM32F10X_XL)||(definedSTM32F10X_HD_VL)/*#defineDATA_IN_ExtSRAM*/#endif/*!<UncommentthefollowinglineifyouneedtorelocateyourvectorTableinInternalSRAM.*//*#defineVECT_TAB_SRAM*/#defineVECT_TAB_OFFSET0x0/*!<VectorTablebaseoffsetfield.Thisvaluemustbeamultipleof0x200.*//***@}*//**@addtogroupSTM32F10x_System_Private_Macros*@{*//***@}*//**@addtogroupSTM32F10x_System_Private_Variables*@{*//********************************************************************************ClockDefinitions*******************************************************************************/#ifdefSYSCLK_FREQ_HSEuint32_tSystemCoreClock=SYSCLK_FREQ_HSE;/*!<SystemClockFrequency(CoreClock)*/#elifdefinedSYSCLK_FREQ_24MHzuint32_tSystemCoreClock=SYSCLK_FREQ_24MHz;/*!<SystemClockFrequency(CoreClock)*/#elifdefinedSYSCLK_FREQ_36MHzuint32_tSystemCoreClock=SYSCLK_FREQ_36MHz;/*!<SystemClockFrequency(CoreClock)*/#elifdefinedSYSCLK_FREQ_48MHzuint32_tSystemCoreClock=SYSCLK_FREQ_48MHz;/*!<SystemClockFrequency(CoreClock)*/#elifdefinedSYSCLK_FREQ_56MHzuint32_tSystemCoreClock=SYSCLK_FREQ_56MHz;/*!<SystemClockFrequency(CoreClock)*/#elifdefinedSYSCLK_FREQ_72MHzuint32_tSystemCoreClock=SYSCLK_FREQ_72MHz;/*!<SystemClockFrequency(CoreClock)*/#else/*!<HSISelectedasSystemClocksource*/uint32_tSystemCoreClock=HSI_VALUE;/*!<SystemClockFrequency(CoreClock)*/#endif__Iuint8_tAHBPrescTable[16]={0,0,0,0,0,0,0,0,1,2,3,4,6,7,8,9};/***@}*//**@addtogroupSTM32F10x_System_Private_FunctionPrototypes*@{*/staticvoidSetSysClock(void);#ifdefSYSCLK_FREQ_HSEstaticvoidSetSysClockToHSE(void);#elifdefinedSYSCLK_FREQ_24MHzstaticvoidSetSysClockTo24(void);#elifdefinedSYSCLK_FREQ_36MHzstaticvoidSetSysClockTo36(void);#elifdefinedSYSCLK_FREQ_48MHzstaticvoidSetSysClockTo48(void);#elifdefinedSYSCLK_FREQ_56MHzstaticvoidSetSysClockTo56(void);#elifdefinedSYSCLK_FREQ_72MHzstaticvoidSetSysClockTo72(void);#endif#ifdefDATA_IN_ExtSRAMstaticvoidSystemInit_ExtMemCtl(void);#endif/*DATA_IN_ExtSRAM*//***@}*//**@addtogroupSTM32F10x_System_Private_Functions*@{*//***@briefSetupthemicrocontrollersystem*InitializetheEmbeddedFlashInterface,thePLLandupdatethe*SystemCoreClockvariable.*@noteThisfunctionshouldbeusedonlyafterreset.*@paramNone*@retvalNone*/voidSystemInit(void){/*ResettheRCCclockconfigurationtothedefaultresetstate(fordebugpurpose)*//*SetHSIONbit*/RCC->CR|=(uint32_t)0x00000001;/*ResetSW,HPRE,PPRE1,PPRE2,ADCPREandMCObits*/#ifndefSTM32F10X_CLRCC->CFGR&=(uint32_t)0xF8FF0000;#elseRCC->CFGR&=(uint32_t)0xF0FF0000;#endif/*STM32F10X_CL*//*ResetHSEON,CSSONandPLLONbits*/RCC->CR&=(uint32_t)0xFEF6FFFF;/*ResetHSEBYPbit*/RCC->CR&=(uint32_t)0xFFFBFFFF;/*ResetPLLSRC,PLLXTPRE,PLLMULandUSBPRE/OTGFSPREbits*/RCC->CFGR&=(uint32_t)0xFF80FFFF;#ifdefSTM32F10X_CL/*ResetPLL2ONandPLL3ONbits*/RCC->CR&=(uint32_t)0xEBFFFFFF;/*Disableallinterruptsandclearpendingbits*/RCC->CIR=0x00FF0000;/*ResetCFGR2register*/RCC->CFGR2=0x00000000;#elifdefined(STM32F10X_LD_VL)||defined(STM32F10X_MD_VL)||(definedSTM32F10X_HD_VL)/*Disableallinterruptsandclearpendingbits*/RCC->CIR=0x009F0000;/*ResetCFGR2register*/RCC->CFGR2=0x00000000;#else/*Disableallinterruptsandclearpendingbits*/RCC->CIR=0x009F0000;#endif/*STM32F10X_CL*/#ifdefined(STM32F10X_HD)||(definedSTM32F10X_XL)||(definedSTM32F10X_HD_VL)#ifdefDATA_IN_ExtSRAMSystemInit_ExtMemCtl();#endif/*DATA_IN_ExtSRAM*/#endif/*ConfiguretheSystemclockfrequency,HCLK,PCLK2andPCLK1prescalers*//*ConfiguretheFlashLatencycyclesandenableprefetchbuffer*/SetSysClock();#ifdefVECT_TAB_SRAMSCB->VTOR=SRAM_BASE|VECT_TAB_OFFSET;/*VectorTableRelocationinInternalSRAM.*/#elseSCB->VTOR=FLASH_BASE|VECT_TAB_OFFSET;/*VectorTableRelocationinInternalFLASH.*/#endif}/***@briefUpdateSystemCoreClockvariableaccordingtoClockRegisterValues.*TheSystemCoreClockvariablecontainsthecoreclock(HCLK),itcan*beusedbytheuserapplicationtosetuptheSysTicktimerorconfigure*otherparameters.**@noteEachtimethecoreclock(HCLK)changes,thisfunctionmustbecalled*toupdateSystemCoreClockvariablevalue.Otherwise,anyconfiguration*basedonthisvariablewillbeincorrect.**@note-Thesystemfrequencycomputedbythisfunctionisnotthereal*frequencyinthechip.Itiscalculatedbasedonthepredefined*constantandtheselectedclocksource:**-IfSYSCLKsourceisHSI,SystemCoreClockwillcontaintheHSI_VALUE(*)**-IfSYSCLKsourceisHSE,SystemCoreClockwillcontaintheHSE_VALUE(**)**-IfSYSCLKsourceisPLL,SystemCoreClockwillcontaintheHSE_VALUE(**)*orHSI_VALUE(*)multipliedbythePLLfactors.**(*)HSI_VALUEisaconstantdefinedinstm32f1xx.hfile(defaultvalue*8MHz)buttherealvaluemayvarydependingonthevariations*involtageandtemperature.**(**)HSE_VALUEisaconstantdefinedinstm32f1xx.hfile(defaultvalue*8MHzor25MHz,depedningontheproductused),userhastoensure*thatHSE_VALUEissameastherealfrequencyofthecrystalused.*Otherwise,thisfunctionmayhavewrongresult.**-Theresultofthisfunctioncouldbenotcorrectwhenusingfractional*valueforHSEcrystal.*@paramNone*@retvalNone*/voidSystemCoreClockUpdate(void){uint32_ttmp=0,pllmull=0,pllsource=0;#ifdefSTM32F10X_CLuint32_tprediv1source=0,prediv1factor=0,prediv2factor=0,pll2mull=0;#endif/*STM32F10X_CL*/#ifdefined(STM32F1