本申请要求2016年12月8日提交的申请号为201611119751.0的中国专利申请的优先权。上述申请的内容以引用方式被包含于此。
本申请涉及传感器技术领域，尤其是涉及一种应用于跟踪系统的传感器及其控制方法。
背景技术：
随着现代化工业的发展，全球能源危机和大气污染问题日益突出，新能源产业蓬勃发展，太阳能作为一种理想的可再生清洁能源受到了越来越多的重视。利用太阳能发电的技术包括太阳光发电和太阳热发电两大类型，其中太阳能光伏发展逐步深入。在太阳能光伏产业中，面对降低度电成本的难题，从业者需要优化系统发电效率，提高光伏发电量。跟踪支架的应用作为降低度电成本最有效的方式之一，在光伏支架中越来越多的被应用。跟踪支架的进一步发展需要提高光伏跟踪系统的可靠性，现场安装调试以及运行维护的便捷性。
光伏跟踪系统的控制方式包括开环控制和闭环控制。开环控制普遍采用霍尔传感器(hallsensor)，通过电机内置的霍尔传感器脉冲数量计算设备位置，使设备位置与太阳理论位置保持一致。开环控制方式的优势是算法简单，标定原点后通过线性关系可以直接计算设备位置。但是，开环控制方式的弊端是每台设备在现场安装后，需要人工结合限位原点进行手动调试，现场调试安装复杂。此外，由于是电机内置霍尔传感器，光伏跟踪系统不能校正设备传动误差、支架变形误差、支架安装误差等，总体的控制精度不高。
闭环控制包括倾角传感器和感光传感器。倾角传感器在设备上直接测量设备角度，与理论计算角度对比，形成闭环控制。倾角传感器的优点是控制简单，安装后设备直接跟踪，不需要结合原点调试相对位置。但是，倾角传感器的缺点是精度较低，器件温漂的影响大。如果需要提高精度并解决温漂的问题，则器件价格昂贵，而增加成本不适用光伏跟踪产业的诉求。
感光传感器可以直接判断设备和太阳的位置关系，通过光电二极管反馈的模拟量信号可以判断当前的太阳光强度。感光传感器作为光伏跟踪系统理想的反馈器件，由于采用差值的方式判断设备和太阳的位置关系，不受温度影响，精度可以满足光伏跟踪系统的要求。然而，由于天气变化，光照强弱不定，阴雨天时感光传感器的跟踪效果较差。为解决这一问题，一般在使用感光传感器的跟踪系统中，叠加使用霍尔传感器的方式进行控制。虽然这种方式可以解决阴雨天的跟踪效果问题，但是霍尔传感器的使用存在初次安装调试等问题。
基于上述的现有技术中各种跟踪控制方式存在的问题，本申请提供了一种基于倾角和感光二合一的传感器。本申请利用倾角传感器不需要调试以及感光传感器高精度等优点，实现现场快速安装，跟踪支架免调试可以直接进行高精度的跟踪控制。
技术实现要素：
本申请实施例的目的一个方面是提供一种传感器及其控制方法。所述传感器可以包括保护壳，光学部件，控制部件，接口部件和设置于所述保护壳内的电路板。所述电路板可以包括多个采样部件，其中，所述采样部件可以包括感光采样部件和倾角采样部件。
根据本申请的一些实施例，所述感光采样部件可以安装在所述电路板朝向辐射源的一面。
根据本申请的一些实施例，所述倾角采样部件可以安装在所述电路板背对辐射源的一面。
根据本申请的一些实施例，所述传感器可以进一步包括通讯部件。
根据本申请的一些实施例，所述保护壳可以进一步包括出线口，防水透气孔和电路板定位与放置接口。所述电路板定位与放置接口可以用于定位和放置所述电路板。
根据本申请的一些实施例，所述出线口可以包括四芯户外屏蔽线。
根据本申请的一些实施例，所述保护壳的组成材料可以包括钢化玻璃。
根据本申请的一些实施例，所述光学部件可以进一步包括盖板，盖板定位孔和透光孔。
根据本申请的一些实施例，所述透光孔可以进一步包括上开口和下开口，所述上开口可以较下开口大。
根据本申请的一些实施例，所述传感器可以包括至少两个光学部件，所述至少两个光学部件可以垂直放置。
根据本申请的一些实施例，所述光学部件的材料可以包括耐候性黑色材料。
根据本申请的一些实施例，所述感光采样部件可以包括至少五个感光元件。
根据本申请的一些实施例，所述至少五个感光元件可以包括至少一个强度感光的感光元件和至少两个感光组。所述感光组可以包括至少两个感光元件。
根据本申请的一些实施例，所述两个感光组可以垂直放置。
根据本申请的一些实施例，所述感光元件可以是光电二极管、光电三极管、光敏电阻或硅光电池中的一种。
本申请的一个方面是关于一种跟踪系统。所述系统可以包括光伏组件和跟踪器。所述跟踪器可以包括传感器，其中，所述传感器可以包括感光采样部件和倾角采样部件。
本申请的一个方面是关于一种传感器的控制方法。所述方法可以包括判断光伏组件是否运行至感光采样部件的角度检测范围。若所述光伏组件运行至所述感光采样部件的角度检测范围，该方法可以进一步判断是否满足所述感光采样部件的启动条件，若满足所述感光采样部件的启动条件，启动所述感光采样部件。若不满足所述感光采样部件的启动条件，该方法可以进一步包括启动倾角采样部件。
根据本申请的一些实施例，该方法可以进一步包括记录跟踪器的运动轨迹。
根据本申请的一些实施例，该方法可以进一步包括判断所述倾角采样部件和所述感光采样部件是否同时故障，如果所述倾角采样部件和所述感光采样部件同时故障，该方法可以包括采用所述跟踪器的运动轨迹跟踪辐射源，以及提示所述倾角采样部件和所述感光采样部件同时故障。
根据本申请的一些实施例，若所述光伏组件未运行至所述感光采样部件的角度检测范围，该方法可以进一步包括启动所述倾角采样部件。
根据本申请的一些实施例，该方法可以包括判断是否所述倾角采样部件有故障，如果所述倾角采样部件故障，该方法可以进一步包括采用所述跟踪器的运动轨迹跟踪辐射源，以及提示所述倾角采样部件故障。
根据本申请的一些实施例，该方法可以包括判断是否所述倾角采样部件有故障，如果所述倾角采样部件故障，该方法可以进一步包括启动所述感光采样部件跟踪辐射源，以及提示所述倾角采样部件故障。
根据本申请的一些实施例，该方法可以包括判断是否所述感光采样部件有故障，如果所述感光采样部件故障，该方法可以进一步包括启动所述倾角采样部件跟踪辐射源，以及提示所述感光采样部件故障。
本申请的一部分附加特性可以在下面的描述中进行说明。通过对以下描述和相应附图的检查或者对实施例的生产或操作的了解，本申请的一部分附加特性对于本领域技术人员是明显的。本披露的特性可以通过对以下描述的具体实施例的各种方面的方法、手段和组合的实践或使用得以实现和达到。
附图说明
在此所述的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。各图中相同的标号表示相同的部件：
图1是根据本申请的一些实施例所示的一个包含跟踪系统的网络环境示意图；
图2是根据本申请的一些实施例所示的跟踪系统的设备示意图；
图3是根据本申请的一些实施例所示的传感器的部件示意图；
图4-a是根据本申请的一些实施例所示的传感器的保护壳内无电路板的示例性示意图；
图4-b是根据本申请的一些实施例所示的传感器的保护壳的底面外侧的示例性示意图；
图4-c是根据本申请的一些实施例所示的传感器中凸块和插接件的示例性示意图；
图5-a是根据本申请的一些实施例所示的传感器的电路板正面布局的示例性示意图；
图5-b是根据本申请的一些实施例所示的传感器的电路板背面布局的示例性示意图；
图6是根据本申请的一些实施例所示的传感器的光学部件的立体示意图；
图7是根据本申请的一些实施例所示的传感器的光学部件的主视示意图；
图8是根据本申请的一些实施例所示的传感器的光学部件正对辐射源照射时的示例性示意图；
图9是根据本申请的一些实施例所示的传感器的光学部件与辐射源呈一定夹角时的示例性示意图；和
图10是根据本申请的一些实施例所示的示例性跟踪控制方法的流程图。
具体描述
为了更清楚地说明本申请的实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。
虽然本申请对根据本申请的实施例的系统中的某些模块做出了各种引用，然而，任何数量的不同模块可以被使用并运行在跟踪系统和/或处理器上。所述模块仅是说明性的，并且所述系统和方法的不同方面可以使用不同模块。
本申请中使用了流程图用来说明根据本申请的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或下面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时，或将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
图1是根据本申请的一些实施例所示的包含跟踪系统的网络环境100的示意图。该网络环境100可以包括一个跟踪系统110、一个网络120、一个服务器130、一个存储设备140和一个终端设备150。在一些实施例中，跟踪系统110可以是辐射源跟踪系统，例如，光伏跟踪系统。
跟踪系统110可以包括一个或多个跟踪器，比如跟踪器110-1，跟踪器110-2，...，以及跟踪器110-n等。跟踪器110-n可以包括光伏组件、跟踪支架等机械组件。所述跟踪支架可以用于调整光伏组件的角度。所述光伏组件可以跟随跟踪支架的运动跟踪辐射源。所述光伏组件的入射面可以垂直于或基本垂直于入射光线。在一些实施例中，所述跟踪支架的转动可以使光伏组件实时正对或基本正对辐射源(例如，太阳等)。所述正对辐射源可以是入射光线垂直于光伏组件的入射面。例如，跟踪系统110中的一个或多个光伏组件可以跟随跟踪支架运动，实时正对或基本正对太阳。
在一些实施例中，光伏组件可以将光能转换成电能。在一些实施例中，所述光能可以来自辐射源。所述辐射源可以是释放各种电磁辐射的物质或装置。电磁辐射可以包括宇宙射线、太阳辐射、x射线源、来自反应堆的射线等。本申请的其他部分以太阳作为辐射源的示例来描述。例如，所述光伏组件可以是一个太阳能光伏板。可以理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。本申请的系统和方法可以是关于其他辐射源的应用。在一些实施例中，光伏组件可以安装在跟踪支架上，跟随所述跟踪支架运动。
在一些实施例中，跟踪系统110可以包括跟踪器110-n的光伏组件的一部分。为了描述方便，以下所述的跟踪器110-n，包括一个或多个跟踪器(例如跟踪器110-1，110-2，...，110-n等等)。跟踪器110-n可以通过处理获取的数据信息进行跟踪。在一些实施例中，所述数据信息可以包括位置信息，时间信息，天气信息等，或几种的组合。在一些实施例中，跟踪器110-n可以包括跟踪支架，所述跟踪支架可以跟踪辐射源(例如，太阳等)的运动，使光伏组件实时正对或基本正对辐射源。所述正对辐射源可以是来自辐射源的入射光线垂直于光伏组件的入射面。在一些实施例中，跟踪器110-n可以通过处理获取的信息，控制跟踪支架的运动。
在一些实施例中，跟踪系统110的跟踪控制方式可以包括开环控制或闭环控制。例如，跟踪系统110中跟踪器110-n的跟踪运动可以通过设置霍尔传感器实现开环控制。又例如，跟踪系统110中跟踪器110-n的跟踪运动可以通过设置感光传感器或倾角传感器实现闭环控制。在一些实施例中，跟踪系统110中跟踪器110-n可以通过设置霍尔传感器、感光传感器、倾角传感器等几种的组合，进行跟踪运动。在一些实施例中，跟踪系统110中跟踪器110-n的跟踪运动可以通过设置本申请所述的传感器实现闭环控制。所述传感器可以包括多个采样部件。例如，所述采样部件可以包括感光采样部件和倾角采样部件。
在一些实施例中，通过网络120，跟踪器110-n的传感器所获取的实时信息可以发送给网络环境100中的其他设备。在一些实施例中，跟踪系统110、服务器130、存储设备140和终端设备150之间可以通过有线连接、无线连接或有线连接与无线连接相结合的方式通信。作为示例，跟踪系统110可以通过网络120获取的天气信息调整跟踪方式。例如，跟踪系统110获取阴天信息时，可以通过传感器的倾角采样部件控制跟踪支架的跟踪运动。网络120可以是单个网络，或是多个不同网络的组合。例如，网络120可能是一个局域网(localareanetwork(lan))、一个广域网(wideareanetwork(wan))、一个公用网络、一个私人网络、一个专有网络、一个公共交换电话网(publicswitchedtelephonenetwork(pstn))、一个互联网、一个无线网络、一个虚拟网络、一个城域网络、一个电话网络等，或几种的组合。网络120可以包括多个网络接入点，例如，有线接入点、无线接入点、基站、互联网交换点等在内的有线或无线接入点，通过这些接入点，任何数据源可以接入网络120并通过网络120发送数据信息。为理解方便，现以网络环境100中的跟踪系统110为例说明，但本申请并不局限于此实施例范围内。例如，网络环境100的网络120可以分为无线网络(蓝牙、wirelesslocalareanetwork(wlan、wi-fi、wimax等)、移动网络(2g、3g、4g、5g网络等)或其他连接方式(虚拟专用网络(virtualprivatenetwork，vpn)、共享网络、近场通信(nearfieldcommunication，nfc)、zigbee、通用分组无线服务技术(generalpacketradioservice,gprs)等)。
服务器130可以用于执行数据的分析与处理操作。所述分析与处理的操作可以包括分析跟踪系统110中跟踪器110-n的运行状态、分析跟踪器110-n的故障情况(例如，是否故障、故障的类型、故障的原因等)、选择跟踪器110-n的控制模式(例如，倾角采样部件控制、感光采样部件控制、运动轨迹跟踪等)等，或几种的组合。数据分析与处理使用的方法可以包括线性回归分析法、方差分析法、主成分分析法、判别分析法、聚类分析法、bayes统计分析法等，或几种的组合。在一些实施例中，服务器130可以结合时间和跟踪支架角度生成关于运动轨迹的角度曲线图，或可以通过识别异常曲线确定跟踪器110-n的故障情况。例如，当跟踪器110-n中的传感器故障时，服务器130可以通过所述运动轨迹的角度曲线图控制跟踪支架的运动。
服务器130可以通过网络120接收数据。所述数据可以是来自跟踪系统110、存储设备140或终端设备150。在一些实施例中，服务器130也可以包括一个处理引擎，对跟踪系统110、存储设备140和终端设备150的数据进行分析与处理。所述数据可以是跟踪系统110的实时运行数据、参考数据(例如，历史运行数据、运行状态数据、环境数据)等，或以上几种数据的多个组合。作为示例，实时运行数据可以包括跟踪支架以及辐射源的实时角度(例如，方位角、高度角)、跟踪支架的实时温度、跟踪支架的实时高度、电机的实时电流、电机的实时电压、电机的实时温度等，或几种的组合。例如，历史运行数据可以包括跟踪支架的历史运动轨迹、历史天气信息等，或几种的组合。在一些实施例中，运行状态数据可以包括跟踪支架状态、电机状态、传感器状态等。例如，运行状态数据可以包括跟踪支架故障情况、电机故障情况、传感器故障情况等。在一些实施例中，环境数据可以包括风速、风向、温度、大气压、空气湿度、辐射量、辐射强度、降雨量、降雪量、土壤湿度、地理坐标、时间、辐射源方位角或辐射源高度角等，或几种的组合。所述辐射量、辐射强度、辐射源方位角或辐射源高度角所涉及的辐射源可以是太阳，或其他辐射源(例如，宇宙射线、来自反应堆的射线、恒星、x射线源等)。在一些实施例中，所述辐射量可以是太阳辐射量。所述辐射强度可以是太阳辐射强度。所述辐射源方位角可以是太阳方位角。所述辐射源高度角可以是太阳高度角。
服务器130可以通过网络120将数据分析与处理后的结果传输至跟踪系统110、存储设备140或终端设备150等。所述数据分析与处理后的结果可以是跟踪系统110的运行状态、跟踪系统110的故障情况(例如，是否故障、故障的类型、故障的原因等)、跟踪器110-n的控制模式等。例如，服务器130通过数据分析与处理判断跟踪系统110中一个或多个跟踪器110-n的传感器故障后，可以通过历史运动轨迹控制跟踪器110-n运动。又例如，服务器130通过数据分析与处理判断跟踪系统110发电量低于某一阈值后，可以发送提示信息至监测平台供运行维护人员参考。
服务器130可以是一个服务器硬件设备，或一个服务器群组或任何可以提供计算服务的设备。在一些实施例中，一个服务器群组内的各个服务器可以通过有线的或无线的网络进行连接。一个服务器群组可以是集中式的，例如数据中心。一个服务器群组可以是分布式的，例如一个分布式系统。服务器130可以是文件服务器、数据库服务器、ftp服务器、应用程序服务器、代理服务器、邮件服务器等中的一种或几种的组合。在一些实施例中，一台个人计算机或者其他类型的工作站或终端设备150，被适当程序化后也可以作为服务器130使用。服务器130可以是本地服务器、远程服务器、分布式服务器等，或几种的组合。
在一些实施例中，服务器130可以是一个云服务器。所述云服务器可以接收终端设备150发出的指令进行相应的处理操作。所述指令可以包括上传数据、下载数据、备份数据、删除数据、共享数据等，或几种的组合。例如，用户可以通过终端设备150发出备份数据的指令，云服务器可以根据用户的备份指令将目标数据在云存储空间进行备份。又例如，用户可以通过终端设备150发出下载数据的指令，云服务器可以根据用户的下载指令从目标站点下载数据。再例如，用户可以通过终端设备150发出共享数据的指令，云服务器可以根据用户的共享指令将目标数据共享给指定对象，例如其他跟踪系统。
存储设备140可以是具有存储功能的设备。存储设备140可以是本地的，或远程的。在一些实施例中，存储设备140或系统内其他存储设备可以存储各种信息，例如跟踪器110-n的运动轨迹等。存储设备140或系统内其他存储设备可以是系统内部的，或系统的外接设备。存储设备140与系统内其他存储设备的连接方式可以是有线的，或是无线的。存储设备140或系统内其他存储设备可以包括层次式数据库、网络式数据库和关系式数据库等，或几种的组合。存储设备140或系统内其他存储设备可以将信息数字化后再以利用电、磁或光学等方式的存储设备加以存储。存储设备140或系统内其他存储设备可以是利用电能方式存储信息的设备，例如随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)、只读存储器(readonlymemory，rom)等，或几种的组合。所述随机存储器ram可以包括十进计数管、选数管、延迟线存储器、威廉姆斯管、动态随机存储器(dynamicrandomaccessmemory，dram)、静态随机存储器(staticrandomaccessmemory，sram)、晶闸管随机存储器(thyristorrandomaccessmemory，t-ram)、零电容随机存储器(zero-capacitorrandomaccessmemory，z-ram)等，或几种的组合。所述只读存储器rom可以包括磁泡存储器、磁钮线存储器、薄膜存储器、磁镀线存储器、磁芯内存、磁鼓存储器、光盘驱动器、硬盘、磁带、相变化内存、闪存、电子抹除式可复写只读存储器、可擦除可编程只读存储器、可编程只读存储器、屏蔽式堆读内存、赛道内存、可变电阻式内存、可编程金属化单元等，或几种的组合。存储设备140或系统内其他存储设备可以是利用磁能方式存储信息的设备，例如硬盘、软盘、磁带、磁芯存储器、磁泡存储器、u盘、闪存等。存储设备140或系统内其他存储设备可以是利用光学方式存储信息的设备，例如cd或dvd等。存储设备140或系统内其他存储设备可以是利用磁光方式存储信息的设备，例如磁光盘等。存储设备140或系统内其他存储设备的存取方式可以是随机存储、串行访问存储、只读存储等，或几种的组合。存储设备140或系统内其他存储设备可以是非永久记忆存储器，或永久记忆存储器。以上提及的存储设备只是列举的一些例子，该系统可以使用的存储设备并不局限于此。
在一些实施例中，存储设备140可以设置在跟踪系统110中，或是跟踪系统110的一部分。例如，跟踪系统110可以调用存储设备140的数据信息，控制跟踪支架的跟踪运动。在一些实施例中，存储设备140可以是跟踪系统110的一部分。在一些实施例中，存储设备140可以是服务器130的一部分。在一些实施例中，存储设备140可以是跟踪器110-n的一部分。在一些实施例中，存储设备140可以是独立的，直接与网络120连接。在一些实施例中，存储设备140可以存储从跟踪系统110和/或网络120收集的数据和跟踪系统110工作中所利用、产生和输出的各种数据。在一些实施例中，存储设备140与跟踪系统110，网络120和/或服务器130的连接或通信可以是有线的，或无线的，或两种的结合。例如，当存储设备140与网络120相互连接或通信时，服务器130，跟踪系统110，或终端设备150，可以通过网络120访问存储设备140。在一些实施例中，存储设备140可以存储跟踪系统110中跟踪支架的运动轨迹。例如，当传感器故障时，跟踪器110-n可以利用跟踪支架的历史运动轨迹进行跟踪。
终端设备150可以用于监控跟踪系统110。终端设备150可以包括笔记本电脑151、手机152、平板电脑153、监控台154、计算机(未显示在图1中)、电视(未显示在图1中)、投影设备(未显示在图1中)、智能手表(未显示在图1中)、智能电话(未显示在图1中)、体感设备(未显示在图1中)等，或几种的组合。终端设备150可以用于数据的显示。在一些实施例中，终端设备150可以显示跟踪系统110的数据、服务器130的数据、存储设备140的数据等，或几种的组合。所述数据可以是跟踪系统110的实时运行数据、参考数据(例如，历史运行数据、运行状态数据、环境数据)、服务器130处理计算过程中的中间数据或处理计算得到的结果数据、用户直接输入的数据等，或几种的组合。例如，终端设备150可以显示跟踪系统110在当前时刻和过去一段时间内的跟踪器110-n的跟踪运动数据。所述显示的形式可以包括列表、图形(例如，折线图、曲线图、柱形图、饼图、卫星云图等)、文字、特殊符号、语音等，或几种的组合。
在一些实施例中，终端设备150可以接收故障数据。数据接收的形态可以是通过语音、文字、图片、用户的动作(例如，手势)等，或者几种的组合。例如，终端设备150可以接收跟踪系统110的故障数据。所述故障数据可以由跟踪系统110或服务器130发出。所述故障数据可以包括一个或者多个跟踪器110-n的故障数据。所述故障数据可以包括故障类型、故障时间、失效模式、失效原因、解决方案、故障处理进度等，或几种的组合。所述故障类型可以包括突发型故障、渐变型故障等，或几种的组合。例如，所述故障数据可以包括不同故障的处理信息。所述故障的处理信息可以包括待处理、处理中、已处理等，或几种的组合。例如，所述故障数据可以包括跟踪系统110的待处理故障。
在一些实施例中，终端设备150可以接收警报信号并发出警报提示。所述警报信号可以由跟踪系统110或服务器130生成。当服务器130基于接收到的数据进行分析与处理，确定一个或多个跟踪器110-n的运行状态为故障状态时，服务器130可以发送警报信号给终端设备150。终端设备150在接收到警报信号后，可以发出警报提示。终端设备150发出的警报提示可以包括图像警报提示、短信警报提示、邮件警报提示、声音警报提示、震动警报提示、指示灯警报提示等，或几种的组合。例如，手机152在接收到警报信号后，可以发出警报提示短信。又例如，监控台154等终端设备150在接收到警报信号后，可以发出声音警报提示，或显示警报提示灯。在一些实施例中，终端设备150可以发出控制信号控制跟踪系统110。所述控制信号可以是终端设备150的用户的控制命令，或终端设备150计算得到的控制命令。所述控制信号可以控制跟踪系统110设定跟踪支架的角度、选择跟踪支架的控制模式、设定故障报警阈值、设置权限等。例如，用户可以根据天气设定跟踪器110-n的跟踪控制模式。
需要注意的是，以上对于辐射源跟踪系统网络环境100的描述，仅为描述方便，并不能把本申请限制在所举实施例范围之内。可以理解，对于本领域的技术人员来说，在了解该系统的原理后，可能在不背离这一原理的情况下，对各个模块进行任意组合，或者构成子系统与其他模块连接，对跟踪系统的配置进行各种修正和改变。但这些修正和改变仍在以上描述的范围内。例如，跟踪系统110可以使用霍尔传感器、感光传感器、倾角传感器等，或几种的组合控制跟踪器110-n的跟踪运动。又例如，跟踪系统110与服务器130、存储设备140、终端设备150等连接。诸如此类的变形，均在本申请的保护范围之内。
图2是根据本申请的一些实施例所示的跟踪系统的设备示意图。跟踪系统110可以包括一个输入/输出模块210、一个传感器220、一个控制器230、一个存储器240、一个驱动设备250和一个机械组件260。所述跟踪系统110可以保持跟踪器110-n中的光伏组件实时正对或基本正对辐射源(例如，太阳等)。
输入/输出模块210可以获取、传输和发送信号。输入/输出模块210可以与跟踪系统的网络环境100中的其他组件进行连接或通信。所述跟踪系统的网络环境100中的其他组件可以通过输入/输出模块210实现连接或通信。所述输入/输出模块210可以是有线的usb接口、串行通信接口、并行通信口，或是无线的蓝牙、红外、无线射频识别(radio-frequencyidentification,rfid)、无线局域网鉴别与保密基础结构(wlanauthenticationandprivacyinfrastructure,wapi)、通用分组无线业务(generalpacketradioservice,gprs)、码分多址(codedivisionmultipleaccess,cdma)等，或几种的组合。
在一些实施例中，输入/输出模块210可以与网络120连接，并通过网络120获取信号。在一些实施例中，输入/输出模块210可以从存储器240中获取信号，例如，跟踪器的历史运行数据和跟踪器的位置信号等。在一些实施例中，输入/输出模块210可以从传感器220中获取信号，例如，控制信号、采样结果、时间信号、跟踪支架转动方向信号、跟踪器历史运行数据、跟踪支架角度信号、光强信号、风速信号和跟踪器位置信号等，或多种的组合。在一些实施例中，输入/输出模块210可以包括vcc、gnd、rs-232、rs-485(例如，rs485-a，rs485-b)和通用网络接口等，或几种的组合。
在一些实施例中，输入/输出模块210可以将获取的外部信号发送给控制器230。例如，输入/输出模块210可以将获取的天气信息发送给控制器230。控制器230可以根据天气信息选择跟踪器110-n的跟踪运动的控制模式。在一些实施例中，输入/输出模块210可以获取传感器220的信号发送给跟踪系统110中的其他模块，例如，输入/输出模块210可以获取传感器220的控制信号，发送给控制器230。控制器230可以将控制信号用于驱动设备250驱动机械组件260。输入/输出模块210可以建立跟踪系统110与网络120的通信。所述通信方式可以包括有线通信和/或无线通信。所述有线通信可以通过包括导线、电缆、光缆、波导、纳米材料等传输媒介进行通信。所述无线通信可以包括ieee802.11系列无线局域网通信、ieee802.15系列无线通信(例如蓝牙、zigbee等)、移动通信(例如tdma、cdma、wcdma、td-scdma、td-lte、fdd-lte等)、卫星通信、微波通信、散射通信、大气激光通信等。在一些实施例中，输入/输出模块210可以采用一种或多种编码方式对传输的信号进行编码处理。所述编码方式可以包括相位编码、不归零制码、差分曼彻斯特码等，或几种的组合。
传感器220可以测量信号。所述传感器220可以检测被测量的信息，并能将检测到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信号输出(例如，数字信号、模拟信号)。所述信号可以包括时间信号、跟踪支架转动方向信号、跟踪器运行历史数据、跟踪支架角度信号、光强信号、风速信号和跟踪器位置信号等。在一些实施例中，传感器220可以包括一个或多个传感器。所述传感器可以包括霍尔传感器、位置传感器(例如，倾角传感器)、光敏传感器(例如，感光传感器)、压力敏传感器、液位传感器、能耗传感器、速度传感器、加速度传感器、射线辐射传感器、热敏传感器、气敏传感器、力敏传感器、磁敏传感器、湿敏传感器、声敏传感器、色敏传感器、味敏传感器、震动传感器、真空度传感器、生物传感器等。
控制器230可以发送控制指令给驱动设备250。例如，控制器230发出的控制指令可以来源于服务器130、终端设备150，或由传感器220采样得到。在一些实施例中，服务器130可以基于传感器220获取的数据进行处理，计算得到对跟踪系统110进行控制的控制指令。在一些实施例中，用户可以通过终端设备150(例如，一部手机、一台笔记本电脑等)直接输入对跟踪系统110进行控制的控制指令。在一些实施例中，控制器230可以计算生成控制指令。
控制器230发出的控制指令可以是对控制模式选择的指令、对跟踪支架的角度调整指令、对电机的运转控制的指令等，或几种的组合。所述控制指令可以包括动作指令和停止指令。所述动作指令可以使驱动设备250执行动作。所述停止指令可以使驱动设备250停止动作。在一些实施例中，所述控制指令可以是控制跟踪支架角度的指令、跟踪支架转动方向的指令(例如向东运转和向西运转)、控制跟踪支架放平的指令、控制电机运转圈数的指令和故障告警的指令等，或多种的组合。在一些实施例中，控制器230可以根据时间信号、跟踪器110-n的位置信号和跟踪支架角度信号，或时间信号和跟踪器110-n历史跟踪运动数据，进行处理运算后，输出控制跟踪支架的目标跟踪角度的指令。所述处理运算可以包括天文算法的处理运算。一些实施例中，控制器230可以根据跟踪支架转动方向信号，进行处理运算后，输出控制跟踪支架转动方向的指令。在一些实施例中，控制器230可以根据风速信号，进行处理运算后，输出跟踪支架放平的指令。在一些实施例中，控制器230可以根据光强信号，进行处理运算后，输出控制电机运转圈数的指令。在一些实施例中，控制器230可以根据检测结果，输出故障告警的指令。
根据控制器230的控制模式选择的指令，驱动设备250可以驱动电机进行特定控制模式下跟踪支架的一个或多个动作。所述控制模式可以包括警报模式、大风模式、雨天模式、阴天模式、雪天模式、手动模式或自动模式等，或几种的组合。例如，在大风模式的指令下，驱动设备250可以驱动电机运转，将跟踪支架转动到与地面平行或基本平行角度。又例如，在雨天模式或雪天模式的指令下，驱动设备250可以驱动电机运转，将跟踪支架转动到与地面垂直，或基本垂直角度，或较大倾斜位置。又例如，在自动模式指令下，控制器230可以根据时间、跟踪支架的地理坐标、跟踪支架的实时角度，基于天文算法计算太阳的高度角和方位角。基于所述计算出的太阳高度角与方位角，控制器230可以发出驱动指令给驱动设备250，使驱动设备250驱动电机运转，从而转动跟踪支架使光伏组件实时正对或基本正对太阳。
在一些实施例中，控制器230可以获取传感器220的跟踪控制信号，并根据所述跟踪控制信号控制驱动设备250来驱动电机运转，使跟踪支架和/或固定在跟踪支架上的部件(例如，光伏组件、一个或多个传感器等)跟踪辐射源。所述跟踪控制信号可以包括感光采样部件控制，倾角采样部件控制，或历史运动轨迹控制。例如，在阴天，控制器230可以获取传感器220的倾角采样部件信号。在一些实施例中，当感光采样部件和倾角采样部件同时故障，控制器230可以获取跟踪器110-n的历史跟踪运动轨迹，驱动设备250可以驱动电机运转，使跟踪支架基于历史跟踪运动轨迹进行跟踪运动。所述历史跟踪运动轨迹可以是近期的跟踪运动的角度曲线图。例如，跟踪系统110记录星期一晴天的跟踪运动的角度曲线图，星期二为阴天，星期三控制器230检测到发送感光采样部件和倾角采样部件同时故障信号，控制器230可以利用星期一晴天的跟踪运动的角度曲线图，使驱动设备250驱动跟踪支架基于晴天的跟踪运动的角度曲线图进行跟踪运动。
存储器240可以存储信号。所述信号可以是跟踪器跟踪运动过程中的数据及输入/输出模块210获取的信号。所述信号可以包括文本、数字、声音、图像、视频等，或几种的组合。在一些实施例中，所述存储器240可以是各类存储设备如固态硬盘、机械硬盘、usb闪存、sd存储卡、光盘、随机存储器(randomaccessmemory，ram)和只读存储器(read-onlymemory，rom)等，或几种的组合。在一些实施例中，存储器240可以是跟踪器110-n本地的存储、外接的存储和通过网络120通信连接的存储(例如，云存储等)等。在一些实施例中，存储器240可以包括一个数据管理单元。所述数据管理单元可以监测并管理存储模块中的数据，删除利用率为零或较低的数据，使存储器240可以有足够的存储容量。在一些实施例中，存储器240可以存储跟踪系统110在晴天的跟踪运动的角度曲线图。
驱动设备250可以执行控制器230输出的控制指令。在一些实施例中，驱动设备250可以执行控制器230输出的指令，控制电机的运转，使得跟踪支架和/或固定在跟踪支架上的部件(例如，光伏组件、一个或多个传感器等)跟踪辐射源。所述跟踪运动可以包括闭环控制的跟踪运动和开环控制的跟踪运动。所述闭环控制是指通过电机的运转圈数调整跟踪支架的角度，再通过角度传感器反馈跟踪支架的位置信号。所述开环控制是指没有角度传感器反馈跟踪支架的角度，直接利用对电机的运转圈数的调整跟踪支架的角度。所述位置信号可以是辐射源的位置信号，或跟踪支架的位置信号等。在一些实施例中，驱动设备250可以执行控制器230输出的指令，使跟踪支架放平。在一些实施例中，驱动设备250可以执行控制器230输出的指令，控制电机的运转，使光伏组件可以实时正对或基本正对太阳。在一些实施例中，驱动设备250可以执行控制器230输出的指令，停止电机的运转。
在一些实施例中，驱动设备250可以包括晶体管和继电器等。在一些实施例中，驱动设备250可以包括一个或多个晶体管和一个或多个继电器。例如，驱动设备250可以包括一个晶体管和两个继电器。在一些实施例中，驱动设备250可以采用晶体管和继电器复合方式实现驱动工作。在一些实施例中，所述复合方式可以使继电器吸合和释放瞬间，触点无电动作，从而减少通断电时触点产生的电弧对继电器的影响，延长驱动设备250的使用寿命。例如，当驱动设备250接收到控制器230的控制指令时，所述继电器可以先吸合，所述晶体管可以再接通电源。又例如，当驱动设备250接收控制器230的停止指令时，所述晶体管可以先切断电源，所述继电器可以再释放。驱动设备250可以驱动电机运转。驱动设备250驱动电机运转的方式包括对电机进行调速、运行、停止、步进、匀速等操作。在一些实施例中，驱动设备250可以包括固定在跟踪支架立柱上的涡轮涡杆减速机和固定在涡轮涡杆减速机上的驱动臂。所述涡轮涡杆减速机可以由电机驱动。所述涡轮涡杆减速机的运动可以带动驱动臂运动，从而带动跟踪支架运动。
机械组件260可以是包括光伏组件、电机、限位开关和跟踪支架等。所述光伏组件可以是太阳能电池板，可以将太阳能转化为电能。所述光伏组件可以是单晶硅光伏组件、多晶硅光伏组件、非晶硅光伏组件及多元化光伏组件。
所述电机可以驱动跟踪支架的运转。在一些实施例中，电机可以产生驱动转矩，作为跟踪支架的动力源。按照工作电源种类，电机可以包括直流电机和交流电机等。按照结构和工作原理，电机可以包括异步电动机和同步电动机等。按照用途，电机可以包括驱动用电动机和控制用电动机等。按照运转速度，电机可以包括高速电动机、低速电动机、恒速电动机和调速电动机等。
所述限位开关可以限定机械设备的运动极限位置。在一些实施例中，限位开关可以包括工作限位开关和极限限位开关。所述工作限位开关可以安装在机械设备需要改变工况的位置上，当工作限位开关动作后，发出信号，机械设备可以进行其它相关动作。所述极限限位开关可以安装在机械设备动作的最远端，用于保护机械设备动作过大出现损坏。在一些实施例中，限位开关可以在跟踪支架发生异常超出运行范围之外时，起到限位保护作用。
所述跟踪支架可以用于调整光伏组件的角度。在一些实施例中，所述光伏组件可以安装在所述跟踪支架上。所述光伏组件可以跟随所述跟踪支架进行跟踪运动。在一些实施例中，所述跟踪支架可以包括单轴跟踪支架和多轴跟踪支架。所述单轴跟踪支架可以使固定在支架上的组件，例如，光伏组件，沿着一个轴移动。所述多轴跟踪支架可以使所述光伏组件沿着多个轴运动。例如，双轴跟踪支架可以使所述光伏组件沿着两个轴旋转运动，以同时跟踪辐射源(例如，太阳等)的方位角和高度角的变化。
需要注意的是，以上对于跟踪系统中跟踪器的描述，仅为描述方便，并不能把本申请限制在所举实施例范围之内。可以理解，对于本领域的技术人员来说，在了解各个模块的原理后，可能在不背离这一原理的情况下，对各个模块进行任意组合，或者构成子系统与其他模块连接，对跟踪器的配置进行各种修正和改变。但这些修正和改变仍在以上描述的范围内。例如，按照信号/电能的流动方向，输入/输出模块210可以拆分为输入模块和输出模块。又例如，限位开关不是跟踪系统110的必要组成部分。
图3是根据本申请的一些实施例所示的传感器的部件示意图。所述传感器220可以获取辐射源的位置、获取跟踪支架的位置和传输跟踪运动的控制信号等。传感器220可以包括一个保护壳310、一个光学部件320、一个感光采样部件330、一个倾角采样部件340、一个信号控制部件350、一个通讯部件360和一个接口部件370。
保护壳310(如图4-a、图4-b、图4-c所示)可以包括一个出线口、一个防水透气孔、一个电路板定位与接口等。所述出线口可以使用一根四芯户外屏蔽线，所述四芯户外屏蔽线可以通过通讯传输的方式实现多接口通讯的问题。所述四芯的信号可以包括vcc、gnd、rs485-a、rs485-b。所述防水透气孔可以平衡内外压差，使传感器内外压力保持一致。所述电路板定位与放置接口可以利用模具的高精度准确定位电路板与光学部件的相对位置。保护壳310可以由钢化玻璃制成。所述钢化玻璃可以避免硬物的刮伤或损坏。所述钢化玻璃可以避免户外老化及擦拭过程的损伤。
光学部件320可以包括一个盖板、一个盖板定位孔和一个透光孔。在一些实施例中，传感器220可以包括至少两个光学部件(例如图4-a中所示的402-1和402-2)，所述两个光学部件可以垂直放置。所述垂直放置的两个光学部件可以分别检测辐射源的方位角和高度角，例如方位方向和俯仰方向的太阳光。所述光学部件可以使用耐候性黑色材料制成。所述黑色材料可以吸收散射和反射光线，避免散射和反射光线对精度的影响。
感光采样部件330可以包括一个感光元件331。所述感光元件331可以采样得到感光信号。在一些实施例中，感光采样部件330可以包括至少五个感光元件。例如，所述至少五个感光元件可以包括一个强度感光的感光元件，和两个感光组。所述感光组可以包括至少两个感光元件。例如，所述感光组可以包括两个感光元件或四个感光元件等。在一些实施例中，所述两个感光组可以垂直放置，分别与所述两个光学部件紧密连接。在一些实施例中，所述感光组中两个感光元件的差值可以确定跟踪器与太阳的位置关系。所述感光元件可以是光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、太阳能电池、硅光电池、红外传感器、紫外传感器、光纤式光电传感器、色彩传感器、ccd和cmos图像传感器等中的一种或几种。所述感光采样部件330可以安装在正对辐射源的一面。
倾角采样部件340可以用于设备角度变化的测量。设备角度变化可以是机械组件260在运动过程中的角度变化，如水平角度变化、垂直角度变化或者两者的结合。倾角采样部件340可以包括一个倾角芯片341。所述倾角芯片341可以采样得到角度信号。所述倾角采样部件340可以安装在电路板背对辐射源的一面。所述安装的方法可以避免阳光直射倾角采样部件340，降低倾角采样部件340的工作温度，从而提高传感器的可靠性。
信号控制部件350可以包括一个信号调理芯片351和一个信号控制芯片352。所述信号调理芯片351可以调理感光元件331的感光信号。所述信号控制芯片352可以处理倾角芯片341的角度信号和调理后的感光信号，并传输处理后的信号给控制器230。
通讯部件360可以包括一个信号传输芯片361。所述信号传输芯片361可以实现信号的输入或输出。例如，所述信号传输芯片361可以将信号控制部件350的控制信号传输给控制器230。又例如，所述信号传输芯片361可以将感光元件331的感光信号传输给信号调理芯片351。通讯部件可以包括rs458或rs232等传输方式。接口部件370可以连接传感器220和跟踪系统110的其他设备。
需要注意的是，以上对于传感器部件的描述，仅为描述方便，并不能把本申请限制在所举实施例范围之内。可以理解，对于本领域的技术人员来说，在了解各个部件的原理后，可能在不背离这一原理的情况下，对各个部件进行任意组合，或者构成子系统与其他模块连接，对传感器部件的配置进行各种修正和改变。但这些修正和改变仍在以上描述的范围内。例如，通信部件可以包括接口部件。
图4-a是根据本申请的实施例所示的传感器220的正面结构示意图。图4-b是根据本申请的实施例所示的传感器220的背面结构示意图。由于传感器220通常被置于室外环境，因此传感器220可能会受到来自于雨、雪、风沙以及阳光的侵蚀。因此传感器220可以设有保护壳401。保护壳401可以用来避免传感器220的内部组件受到自然环境的侵蚀。保护壳401的形状可以是长方体、正方体、圆柱体、球体、饼形、锥形、梭形等任意一种或者几种的组合。保护壳401可以包括一个顶面、一个底面以及围绕顶面和底面的若干个侧面。
由于传感器220可以测定太阳的方位，因此保护壳401不能干扰采光。保护壳至少有一面被设计成透光的。在一些实施例中，保护壳的顶面采用透光的材料制作，例如，普通玻璃、树脂玻璃、钢化玻璃的一种或几种的组合。在一些实施例中，保护壳401的顶面至少局部具有透镜的形状，该透镜的形状可以聚集太阳光，使太阳光能够照射到保护壳内部并且被感光采样部件330感知。在一些实施例中，保护壳401的顶面上设置了透镜，透镜和保护壳401的顶面通过胶封相连接以保证密封性。在一些实施例中，保护壳401的顶面本身可以被设计为透镜的形状。
在一些实施例中，保护壳401可以设有出线口406。出线口406用来将保护壳406内部的电子元件所连接的输出线引致保护壳外部。连接保护壳内部电子元件的输出线包括但不限于感光采样部件的输出线、倾角采样部件的输出线、信号控制部件的输出线、接口部件的输出线和通讯部件的输出线等中的一种或几种的组合。在一些实施例中，出线口406采用一根4芯户外屏蔽线，信号分别为vcc，gnd，rs485-a，rs485-b。在一些实施例中，出线口406处可以设置卡槽来固定输出线。出线孔406与输出线可以进行密封处理，例如灌胶等密封处理，从而增强了传感器220的防水性能，提高了传感器的使用寿命。在一些实施例中，出线口406可以设置于保护壳401的底面。
在一些实施例中，保护壳401可以设有防水透气孔407。由于在室外环境下，传感器220收到阳光的照射，保护壳401内的空气受热后压强会增大。防水透气孔407可以使保护壳内部相连通，从而平衡保护壳401内外的压力。在一些实施例中，防水透气孔407可以覆盖有防水透气膜，阻止水汽进入保护壳401内，从而可以在不进水的情况下平衡保护壳401内外的压强，延长了传感器220的使用寿命。
保护壳401可以有一个或多个凸块404。凸块404(例如凸块404-1、404-2、404-3和404-4)可以设置在保护壳的底面内侧，用来支撑并固定电路板500(关于电路板500的具体描述可以参见图5-a和图5-b以及其描述部分)。在一些实施例中，凸块404(例如凸块404-1和404-2)上设置有与电路板相插拔连接的插接件405(例如插接件405-1和405-2)。如图4-c所示，插接件405可以为两个顶端具有卡接块的定位柱，它能够在给电路板提供支撑的同时对电路板进行定位，不需要螺丝锁紧等工作，卡扣一卡即可定位电路板。
保护壳401可以有一个或多个安装件408。安装件408(例如安装件408-1、408-2、408-3和408-4)可以用来固定传感器220。在一些实施例中，安装件408可以是带螺纹的螺丝紧固口，安装件408可以通过将内螺纹座直接安装进开好的磨具中，并且不从传感器220的底面露出，这样能够在保证良好的安装精度的条件下简化安装。
需要注意的是，以上对于传感器220的描述，仅为描述方便，并不能把本申请限制在所举实施例范围之内。可以理解，对于本领域的技术人员来说，在了解各个模块的原理后，可能在不背离这一原理的情况下，对传感器220的配置进行各种修正和改变。但这些修正和改变仍在以上描述的范围内。例如，出线口406不是必需的，传感器220内的电子元件可以通过无线传输的方式实现传感器220内部和外部的通讯或者电源供给。又例如，防水透气孔407不是必需的，保护壳401内部可以是真空的，因此没有必要使用防水透气孔407平衡保护壳401内外的压强。
图5-a是根据本申请的实施例所示的传感器220的电路板500正面结构示意图。电路板500可以设置于保护壳401内。电路板500的正面设有感光采样部件。在一些实施例中，电路板500上可以设置三组感光元件，分别为x轴向(如图5-a所示)感光组、y轴向(如图5-a所示)感光组和强度感光组。x轴向感光组包括多个感光元件，它们沿x轴方向成行排布。在一些实施例中，x轴向感光组的感光元件可以互相平行，也可以互相不平行。在一些实施例中，x轴向感光组的感光元件可以垂直于x方向，也可以不垂直于x方向。y轴向感光组也包括多个感光元件，它们沿y轴方向成列排布。在一些实施例中，y轴向感光组的感光元件可以互相平行，也可以互相不平行。在一些实施例中，y轴向感光组的感光元件可以垂直于y方向，也可以不垂直于y方向。x轴向感光组和y轴向感光组中的感光元件均用于测量太阳光角度变化而输出对应电流信号。强度感光组包括至少一个感光元件，它用于判断太阳光的辐射强度并输出对应电流信号。传感器220利用不同位置的感光元件组，通过检测照射到感光元件上的光线的差异来判断出当前阳光和传感器220之间的位置关系。
在一些实施例中，感光元件可以是光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、太阳能电池、硅光电池、红外传感器、紫外传感器、光纤式光电传感器、色彩传感器、ccd和cmos图像传感器等中的一种或几种。在一些实施例中，传感器220的感光元件采用硅光电池，该材料和太阳能电池组件材料类似，具有更加可靠的性能。感光元件可以采用非晶硅、多晶硅、cuinxga(1-x)se2、gaas、cdte和cuinse2(cuins2)等半导体材料的一种或几种。感光元件在选材上可以由多种材料中选择，需要满足复杂的工作环境。
在一些实施例中，电路板500上可以设置三组感光元件。如附图5-a所示，电路板500上共设置5个感光元件，分别为507、508、509、510、511。其中，感光元件509和510构成了x轴向感光组，感光元件507和508构成了y轴向感光组，感光元件511构成了强度感光组。因此，感光元件509和510沿x轴方向排布，并垂直于x轴方向。感光元件507和508沿y轴方向排布，位于感光元件509和510的一侧，并垂直于y轴方向。这样就可以测量到两个相互垂直的轴向上的太阳光情况。根据感光元件507与感光元件508的信号差值和感光元件509和510的信号差值可以得到跟踪器与太阳的相对位置。强度感光元件511可以在跟踪正常时判断太阳光当前的辐射强度，从而判断出当前太阳光的照射情况，例如是否为阴雨天气等，以及判断跟踪系统是否正常追踪太阳，能够给跟踪系统提供辅助信息。又例如，当x轴向感光组和y轴向感光组故障时，跟踪系统110可以根据强度感光元件511采样得到的感光信号进行跟踪运动。在一些实施例中，感光元件509、510、511、508、507的负极分别通过接口501、502、503、504、505与gnd506(ground，电线接地端)互相连接，可以直接安装合适的接线端将所需要的信号引出。感光元件507、508、509、510、511各自的正极分别连接输出线而引出输出电流。在一些实施例中，感光元件507、508、509、510、511可以将输出电流输出至电路板背面的信号调理芯片530中。
图5-b是根据本申请的一些实施例所示的传感器的电路板500背面布局的示例性示意图。如图5-b所示，所述电路板500背面可以包括倾角采样部件、信号控制部件、通讯部件等。所述安装在电路板500背面的部件可以避免辐射源直接照射，降低工作温度，增加传感器的可靠性。在一些实施例中，倾角采样部件的倾角芯片560可以实时检测跟踪支架的角度。所述倾角芯片560可以将检测到的跟踪支架的角度信号传输至控制芯片540。在一些实施例中，感光元件可以采样得到模拟电流信号(例如，光电二极管信号520)。所述感光元件可以是光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、太阳能电池、硅光电池、红外传感器、紫外传感器、光纤式光电传感器、色彩传感器、ccd和cmos图像传感器等中的一种或几种。例如，光电二极管可以将采样得到的模拟电流信号(例如，光电二极管信号520)传输至信号调理芯片530。在一些实施例中，所述模拟电流信号可以通过信号传输芯片550传输至信号调理芯片530。所述信号调理芯片530可以包括运放芯片。所述运放芯片可以包括低功耗运放芯片、高阻抗运放芯片、精密运放芯片、双运放芯片等。在一些实施例中，所述信号调理芯片530可以将模拟电流信号(例如，光电二极管信号520)变换为感光信号。信号调理芯片530可以将变换后的感光信号传输至信号控制芯片540。在一些实施例中，信号控制芯片540可以处理感光信号和角度信号。例如，信号控制芯片540可以将处理后的信号传输至信号传输芯片550。在一些实施例中，信号传输芯片550可以将所述处理后的信号传输至控制器230。在一些实施例中，控制器230可以根据所述处理后的信号控制跟踪器110-n的跟踪运动。例如，控制器230可以调整跟踪支架的角度，使光伏组件实时正对或基本正对辐射源。
图6是根据本申请的一些实施例所示的传感器的光学部件的立体示意图。在一些实施例中，光学部件402可以设置多个光学通道403(例如光学通道403-1、403-2、403-3和403-4)。例如，光学部件402-1可以设置两个光学通道403-1和403-2(或，光学部件402-2可以设置两个光学通道403-3和403-4)，所述两个光学通道403-1和403-2可以与图5-a感光组中的两个感光元件(例如，感光元件508和507)一一对应；所述两个光学通道403-3和403-4可以与图5-a感光组中的两个感光元件(例如，感光元件509和510)一一对应。在一些实施例中，传感器可以设置多个光学部件402。例如，传感器可以设置两个光学部件402(包括光学部件402-1和402-2)。作为示例，所述两个光学部件402(包括光学部件402-1和402-2)可以分别与图5-a中x轴向的感光组和y轴向的感光组一一对应。例如，图4-a中光学部件402-1中的两个光学通道403-1和403-2可以分别与图5-a中y轴向感光组的两个感光元件508、507一一对应；图4-a中光学部件402-2中的两个光学通道403-3和403-4可以分别与图5-a中x轴向感光组的两个感光元件509、510一一对应。在一些实施例中，光学部件402-1可以包括本体409-1和盖板410-1(或光学部件402-2可以包括本体409-2和盖板410-2)。本体409(例如本体409-1和409-2)可以设置多个光学通道403(例如光学通道403-1、403-2、403-3和403-4)，本体409的侧部可以具有光学通道403形成的开口。盖板410-1可以与本体409-1连接，从而封闭本体409-1侧部的开口，由此构成完整的光学通道403(例如光学通道403-1和403-2)；盖板410-2可以与本体409-2连接，从而封闭本体409-2侧部的开口，由此构成完整的光学通道403(例如光学通道403-3和403-4)，如图4-a所示。本体409(例如本体409-1和409-2)具有开口的侧部可以设置多个小孔等结构，所述小孔可以用于安装盖板410(例如盖板410-1和410-2)。在一些实施例中，盖板410(例如盖板410-1和410-2)可以使光学通道403(例如光学通道403-1、403-2、403-3和403-4)形成一个半封闭结构。所述半封闭结构可以使光学通道403在一个方向透光。
图7是根据本申请的一些实施例所示的传感器的光学部件的主视示意图。在一些实施例中，光学通道403(例如光学通道403-1、403-2、403-3和403-4)可以包括容纳槽、透光孔、连通孔。如图7所示，所述容纳槽d可以用于容纳对应的图5-a中感光组中的感光元件。所述透光孔可以包括上透光孔a和下透光孔c。所述下透光孔c可以与所述容纳槽d相连通。所述连通孔b可以连通上透光孔a与下透光孔c。在一些实施例中，在垂直于感光元件表面的方向(例如，感光元件的法线方向)可以依次排布容纳槽d、下透光孔c、连通孔b、上透光孔a，使太阳光可以从上透光孔a进入，穿过光学通道403照射到感光元件。
在一些实施例中，光学通道403(例如光学通道403-1、403-2、403-3和403-4)的孔壁可以设置黑色的光吸收层。在一些实施例中，光学部件402(例如光学部件402-1和402-2)可以采用黑色材料制作。例如，光学部件402可以采用耐候性黑色材料。所述黑色材料可以吸收散射和反射光线，避免散射和反射光线对精度精度的影响。例如，光学通道403的孔壁可以是黑色的，当角度无序的散射光照射到光学通道403的孔壁时，光线可以被黑色的孔壁吸收。
在一些实施例中，光学通道403中的上透光孔a的孔径可以大于下透光孔c的孔径，连通孔b的孔径可以大于上透光孔a的孔径。例如，当上透光孔a的孔径大于下透光孔c的孔径时，光学通道403可以提高感光元件接受的光线量，从而提高感光采样部件的灵敏度。又例如，当连通孔b的孔径大于上透光孔a的孔径时，在光学通道403内部可以形成一个较大的腔室；当杂光进入所述腔室可以被多次反射，有利于孔壁对杂光的吸收。所述杂光的消除，可以增加感光采样部件的精度。
在一些实施例中，光学通道403的深度(例如，光学通道403沿感光元件的法线方向的厚度)可以大于光学通道403中任意位置(例如，上透光孔a、连通孔b、下透光孔c)的孔径。例如，当光学通道403的深度大于光学通道403内的各个孔径，与光学通道403呈大角度的散射光线可以照射到光学通道的孔壁上；当孔壁为黑色时，所述散射光线可以被孔壁吸收。
在一些实施例中，光学通道403中，上透光孔a的横截面可以是具有长边和短边的矩形；下透光孔c的横截面可以是具有长边和短边的矩形。在一些实施例中，对应于图5-a中y轴感光组的光学通道403的短边可以沿y轴方向延伸；对应于图5-a中x轴感光组的光学通道403的短边可以沿x轴方向延伸。
在一些实施例中，上透光孔a的中心可以相对于下透光孔c的中心偏移。在一些实施例中，对应于感光组的光学部件402中的两个光学通道403可以形成轴对称结构。例如，两个光学通道403(比如，光学通道403-1和403-2，或光学通道403-3和403-4)中的两个上透光孔a的中心相对于两个下透光孔c的中心可以分别向两端偏移。例如，图4-a中的光学部件402-1，对应于图5-a中y轴感光组中感光元件507的光学通道403-2中，上透光孔a的中心相对于下透光孔c的中心可以沿y轴正方向偏移；对应于图5-a中y轴感光组中感光元件508的光学通道403-1中，上透光孔a的中心相对于下透光孔c的中心可以沿y轴负方向偏移。又例如，图4-a中的光学部件402-2，对应于图5-a中x轴感光组中感光元件509的光学通道403-3中，上透光孔a的中心相对于下透光孔c的中心可以沿x轴正方向偏移；对应于图5-a中x轴感光组中感光元件510的光学通道403-4中，上透光孔a的中心相对于下透光孔c的中心可以沿x轴负方向偏移。
在一些实施例中，上透光孔a的中心和下透光孔c的中心的连线可以与感光元件的表面形成一定的夹角。所述夹角可以增加感光采样部件的精度，如图8所示。图8是根据本申请的一些实施例所示的传感器的光学部件正对辐射源照射时的示例性示意图。在一些实施例中，当感光采样部件正对辐射源(例如，一束平行的太阳光垂直照射感光采样部件)，光学部件402-1中的两个光学通道403(包括光学通道403-1和403-2)对应的两个感光元件的受光区域810和受光区域820可以是相同的。例如，当辐射源为太阳，太阳光的光强可以是相同的；当感光元件的受光区域相同时，感光元件产生的电流可以是相同的。
图9是根据本申请的一些实施例所示的传感器的光学部件与辐射源呈一定夹角时的示例性示意图。在一些实施例中，当感光采样部件的法线与辐射源存在一定夹角(例如，一束平行的太阳光与感光采样部件的法线存在一定夹角)，如图9所示，由于上透光孔与下透光孔的位置关系(例如，上透光孔a的中心相对于下透光孔c的中心偏移)，左侧的光学通道(例如，403-1)对应的感光元件的受光区域910可以大于右侧的光学通道(例如，403-2)对应的感光元件的受光区域。作为示例，右侧的光学通道(例如，403-2)对应的感光元件可以没有受光区域(例如，太阳光不能穿过光学通道(例如，403-2)照射到对应的感光元件)。在一些实施例中，当感光采样部件存在倾角，右侧的光学通道(例如，403-2)由于所述倾角阻碍光线可以降低对应的感光元件的受光区域，左侧的光学通道(例如，403-1)由于所述倾角可以提高对应的感光元件的受光区域。左侧的光学通道(例如，403-1)对应的感光元件的受光区域与右侧光学通道(例如，403-2)对应的感光元件的受光区域的差距可以成倍增加。所述增加的差距可以提高感光传感器的精度。在一些实施例中，感光采样部件的精度可以提高至0.1°。
图10是根据本申请的一些实施例所示的示例性跟踪控制方法的流程图。在1001，控制器230可以初始化跟踪器110-n。在一些实施例中，所述跟踪器110-n的初始化可以是程序参数初始化。在一些实施例中，所述程序参数可以包括跟踪器110-n中跟踪支架的角度。所述程序参数初始化可以是跟踪支架的角度参数初始化。例如，在启动跟踪系统110时，可以初始化跟踪器110-n中跟踪支架的角度，使跟踪支架处于初始位置。例如，所述初始位置可以是光伏组件与地面平行或具有一定的倾角。
在1002，控制器230可以判断跟踪器110-n是否满足感光采样部件330的启动条件。所述感光采样部件330的启动条件可以包括天气条件(例如，晴天)，设备条件(例如，感光采样部件330无故障)，或跟踪器110-n是否运行至感光采样部件330的角度检测范围等。当控制器230判断满足感光采样部件330的启动条件时，进入1003，控制器230可以启动感光采样部件330跟踪。在一些实施例中，启动感光采样部件330跟踪可以是使用感光采样部件330的采样信号进行跟踪控制的跟踪方式。所述使用感光采样部件330的跟踪方式可以是跟踪器110-n根据感光采样部件330获取的感光信号进行跟踪运动。例如，控制器230可以根据所述感光信号发送控制指令给驱动设备250，驱动设备250可以根据所述控制指令驱动电机运转，使跟踪支架和/或固定在跟踪支架上的部件(例如，光伏组件、一个或多个传感器等)跟踪辐射源。在一些实施例中，所述跟踪辐射源可以是根据所述感光信号使光伏组件实时正对或基本正对辐射源(例如，太阳)。在一些实施例中，控制器230可以继续判断跟踪器110-n是否运行至感光采样部件330的角度检测范围或是否满足感光采样部件330的运行条件。例如，控制器230可以再执行操作1002以及后续的操作。
当控制器230判断不满足感光采样部件330的启动条件时，例如，当控制器230判断感光采样部件330故障时，或光照较弱(例如，阴天)时，进入1004，控制器230可以判断是否满足倾角采样部件340的启动条件。在一些实施例中，控制器230可以向服务器130或终端设备150提示感光采样部件330故障。在一些实施例中，服务器130或终端设备150可以根据所述故障提示选择跟踪系统110的跟踪方式，而控制器230可以接收所述选择的跟踪方式而进行跟踪控制。例如，服务器130或终端设备150可以选择倾角采样部件340进行跟踪控制的跟踪方式。在一些实施例中，服务器130或终端设备150可以根据所述故障提示选择故障处理的解决方案。例如，服务器130或终端设备150可以根据故障类型进行设备重置，或发送信息至运行维护人员进行人工维修。所述倾角采样部件340的启动条件可以包括天气条件(例如，无大风的天气)，或设备条件(例如，倾角采样部件340无故障)等。当控制器230判断跟踪器110-n满足倾角采样部件340的启动条件时，进入1005，控制器230可以启动倾角采样部件340跟踪。在一些实施例中，启动倾角采样部件340跟踪可以是使用倾角采样部件340的采样信号进行跟踪控制的跟踪方式。所述使用倾角采样部件340的跟踪方式可以是跟踪器110-n根据倾角采样部件340获取的角度信号进行跟踪运动。例如，控制器230可以根据所述角度信号发送控制指令给驱动设备250，驱动设备250可以根据所述控制指令驱动电机运转，使跟踪支架和/或固定在跟踪支架上的部件(例如，光伏组件、一个或多个传感器等)跟踪辐射源。在一些实施例中，控制器230可以继续判断跟踪器110-n是否运行至感光采样部件330的角度检测范围或是否满足感光采样部件330的运行条件。例如，控制器230可以再执行操作1002以及后续的操作。
当控制器230判断跟踪器110-n不满足倾角采样部件340的启动条件时，例如，当控制器230判断倾角采样部件340故障时，进入1006，控制器230可以启用存储器240中存储的历史算法。在一些实施例中，控制器230可以向服务器130或终端设备150提示倾角采样部件340故障。在一些实施例中，服务器130或终端设备150可以根据所述故障提示选择跟踪系统110的跟踪方式。例如，服务器130或终端设备150可以根据历史算法进行跟踪控制的跟踪方式。在一些实施例中，服务器130或终端设备150可以根据所述故障提示选择故障处理的解决方案。所述历史算法可以是通过历史数据进行计算。所述历史数据可以包括通过编码器记录的电机每次运转的圈数，电机运转的开始时间，和跟踪支架的运转角度等，或几种的组合。所述编码器可以确定电机运转的圈数。在一些实施例中，所述电机的运转圈数可以通过计数器确定。所述编码器可以包括光电编码器、磁性编码器等。在一些实施例中，当跟踪支架正常跟踪时，所述编码器可以实时记录并保存电机运转的开始时间、电机每次运转的圈数和跟踪支架的运转角度。在一些实施例中，所述历史算法可以结合历史数据(例如，时间，跟踪支架的角度)生成角度曲线图。所述角度曲线图可以是跟踪支架的跟踪轨迹曲线。在一些实施例中，所述跟踪轨迹曲线可以通过记录跟踪支架的每一次跟踪运动的状态获取(例如，记录跟踪器的运动轨迹)。作为示例，所述每一次跟踪运动可以是跟踪支架每一次转动的角度。所述每一次转动的角度的绝对值可以大于或等于0.05°。例如，所述每一次转动的角度可以包括±0.1°、±0.2°、±0.3°、±0.4°、±0.5°、±0.6°、±0.7°、±0.8°、±0.9°、±1°、±2°等。
在1007，控制器230可以启动历史算法跟踪。在一些实施例中，启动历史算法跟踪可以是使用历史算法进行跟踪控制的跟踪方式。所述使用历史算法的跟踪方式可以是跟踪器110-n根据历史算法的跟踪轨迹进行跟踪运动。例如，控制器230可以根据所述跟踪轨迹发送控制指令给驱动设备250，驱动设备250可以根据所述控制指令驱动电机运转，使跟踪支架和/或固定在跟踪支架上的部件(例如，光伏组件、一个或多个传感器等)跟踪辐射源。在一些实施例中，控制器230可以控制跟踪器110-n根据历史算法计算的角度曲线图进行跟踪运动。例如，当控制器230判断不满足感光采样部件330和倾角采样部件340的启动条件时，或当控制器230判断倾角采样部件340和感光采样部件330同时故障时，可以通过历史算法基于历史数据确定跟踪支架的目标跟踪角度。在一些实施例中，控制器230可以向服务器130或终端设备150提示倾角采样部件340和感光采样部件330同时故障。在一些实施例中，服务器130或终端设备150可以根据所述故障提示选择跟踪系统110的跟踪方式。例如，服务器130或终端设备150可以根据历史算法进行跟踪控制的跟踪方式。在一些实施例中，服务器130或终端设备150可以根据所述故障提示选择故障处理的解决方案。作为示例，根据角度曲线图，驱动设备250可以实时驱动跟踪支架运动至相应的角度。在一些实施例中，控制器230可以继续判断跟踪器110-n是否运行至感光采样部件330的角度检测范围或是否满足感光采样部件330的运行条件。例如，控制器230可以再执行操作1002以及后续的操作。
在一些实施例中，服务器130的处理引擎可以控制跟踪系统110中的一个或多个跟踪器110-n。在一些实施例中，当初次安装跟踪器110-n后，处理引擎判断跟踪支架的角度与理论的辐射源角度(例如，太阳)相差较大时，控制流程1000的操作1002和/或操作1003可以被跳过，控制器230可以执行操作1004，当控制器230判断满足倾角采样部件340的启动条件时，控制器230可以启动倾角采样部件340跟踪。在一些实施例中，启动倾角采样部件340跟踪可以是使用倾角采样部件340的采样信号进行跟踪控制的跟踪方式。在一些实施例中，当启动倾角采样部件340跟踪后，控制器230可以继续判断跟踪器110-n是否运行至感光采样部件330的角度检测范围或是否满足感光采样部件330的运行条件。例如，控制器230可以再执行操作1002以及后续的操作。
在一些实施例中，终端设备150可以控制跟踪系统110中的一个或多个跟踪器110-n。在一些实施例中，终端设备150可以获取跟踪支架的角度偏离理论的辐射源角度，控制流程1000的操作1002和/或操作1003可以被跳过，控制器230可以执行操作1004，当控制器230判断满足倾角采样部件340的启动条件时，控制器230可以启动倾角采样部件340跟踪。在一些实施例中，启动倾角采样部件340跟踪可以是使用倾角采样部件340的采样信号进行跟踪控制的跟踪方式。例如，终端设备150可以直接控制跟踪系统110执行操作1005。在一些实施例中，当启动倾角采样部件340跟踪后，控制器230可以继续判断跟踪器110-n是否运行至感光采样部件330的角度检测范围或是否满足感光采样部件330的运行条件。例如，控制器230可以再执行操作1002以及后续的操作。
需要注意的是，以上对于跟踪系统控制流程的描述，仅为描述方便，并不能把本申请限制在所举实施例范围之内。可以理解，对于本领域的技术人员来说，在了解各个操作的原理后，可能在不背离这一原理的情况下，对跟踪系统控制流程的配置进行各种修正和改变。但这些修正和改变仍在以上描述的范围内。例如，操作1002和/或1003可以被跳过，控制器230、服务器130的处理引擎或终端设备150可以直接启动倾角采样部件340跟踪。又例如，操作1006不是必需的，控制器230可以直接控制跟踪系统基于历史算法进行跟踪运动。
上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述发明披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进和修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。
同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
此外，本领域技术人员可以理解，本申请的各方面可以通过若干具有可专利性的种类或情况进行说明和描述，包括任何新的和有用的工序、机器、产品或物质的组合，或对他们的任何新的和有用的改进。相应地，本申请的各个方面可以完全由硬件执行、可以完全由软件(包括固件、常驻软件、微码等)执行、也可以由硬件和软件组合执行。以上硬件或软件均可被称为“数据块”、“模块”、“引擎”、“单元”、“组件”或“系统”。此外，本申请的各方面可能表现为位于一个或多个计算机可读介质中的计算机产品，该产品包括计算机可读程序编码。
计算机可读信号介质可能包含一个内含有计算机程序编码的传播数据信号，例如在基带上或作为载波的一部分。该传播信号可能有多种表现形式，包括电磁形式、光形式等等或合适的组合形式。计算机可读信号介质可以是除计算机可读存储介质之外的任何计算机可读介质，该介质可以通过连接至一个指令执行系统、装置或设备以实现通信、传播或传输供使用的程序。位于计算机可读信号介质上的程序编码可以通过任何合适的介质进行传播，包括无线电、电缆、光纤电缆、rf或类似介质或任何上述介质的组合。
本申请各部分操作所需的计算机程序编码可以用任意一种或多种程序语言编写，包括面向对象编程语言如java、scala、smalltalk、eiffel、jade、emerald、c++、c#、vb.net和python等，常规程序化编程语言如c语言、visualbasic、fortran2003、perl、cobol2002、php和abap，动态编程语言如python、ruby和groovy，或其他编程语言等。该程序编码可以完全在用户计算机上运行或作为独立的软件包在用户计算机上运行或部分在用户计算机上运行部分在远程计算机运行或完全在远程计算机或服务器上运行。在后种情况下，远程计算机可以通过任何网络形式与用户计算机连接，比如局域网(lan)或广域网(wan)，或连接至外部计算机(例如通过因特网)，或在云计算环境中，或作为服务使用如软件即服务(saas)。
此外，除非权利要求中明确说明，本申请所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用或其他名称的使用，并非用于限定本申请流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本申请实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。
同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
针对本申请引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档或物件等，特此将其全部内容并入本申请作为参考。与本申请内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本申请权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本申请中的)也除外。需要说明的是，如果本申请附属材料中的描述、定义和/或术语的使用与本申请所述内容有不一致或冲突的地方，以本申请的描述、定义和/或术语的使用为准。
最后，应当理解的是，本申请中所述实施例仅用以说明本申请实施例的原则。其他的变形也可能属于本申请的范围。因此，作为示例而非限制，本申请实施例的替代配置可视为与本申请的教导一致。相应地，本申请的实施例不仅限于本申请明确介绍和描述的实施例。