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本作品選用STC12C5612AD單片機作為主控芯片，制作了一款基于多信息優(yōu)化控制的太陽能照明燈。它主要包括白天模式下基于光傳感器和離散時間控制的智能追光方案、夜間模式下運用菲涅爾透鏡加熱釋電紅外傳感實現(xiàn)基于空間幾何的照明控制和針對系統(tǒng)累積偏差進行的紅外校準。系統(tǒng)充分考慮了晴天和連續(xù)陰雨天等多種天氣狀況，并給出不同地區(qū)各月太陽能電池板的最佳傾角表和可調(diào)節(jié)的機構。

白天模式：系統(tǒng)首先根據(jù)光敏電阻采集并經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換的電壓數(shù)值，判斷是否進入白天，再根據(jù)DS12C887讀出的時間是否在設定的時間段內(nèi)，若二者均滿足，則喚醒單片機時自動完成夜晚模式到白天模式的切換。白天模式下，單片機一直處于掉電狀態(tài)，利用時鐘芯片DS12C887每隔30分鐘將其喚醒一次，隨后由單片機驅(qū)動直流減速步進電機，根據(jù)相關算法，帶動太陽能電池板自動轉(zhuǎn)至光強最大處停止。此后系統(tǒng)再次進入掉電模式，等待下一次的中斷喚醒，實現(xiàn)再次追光。
夜晚模式：系統(tǒng)判斷進入夜晚的方法與白天模式類似。進入夜晚模式前，系統(tǒng)首先確認在白天的下午時段是否曾有過追光動作，如有，則驅(qū)動太陽能電池板反向旋轉(zhuǎn)約90°，以便于第二天追光；若無，則電機不進行反向旋轉(zhuǎn)。隨后自動關閉電機電源，打開熱釋電紅外傳感器，并運用菲涅爾透鏡的空間幾何定位作用，形成一定范圍的監(jiān)控區(qū)域，實時監(jiān)測有無人進入該區(qū)域。當監(jiān)測到有人進入時，切換燈至高亮模式以照明；當監(jiān)測到人離開或靜止不動時，延遲一段時間后燈轉(zhuǎn)為低亮模式以節(jié)能。
偏差校準：由于本系統(tǒng)追光部分選用的光線傳感器為光敏電阻，其具有耐炎熱、抗嚴寒、不易損壞、使用壽命長等特性。但若將該系統(tǒng)放置在沙塵較多的地區(qū)，日積月累，光敏電阻上沉積的較厚沙塵，將嚴重影響其準確追光精度。為解決此類問題，在系統(tǒng)中加入偏差校準模塊。考慮到合肥地區(qū)沙塵較小，故本系統(tǒng)選用成本較低的紅外遙控人機交互控制的偏差校準模塊對系統(tǒng)可能出現(xiàn)的累積偏差進行校準。
抗干擾設計：在系統(tǒng)程序設計中，加入了一個特殊標志位，當系統(tǒng)在下午時間段（12:00~17:00）有過追光動作，則該標志位設為1；若無，則將該標志位清0。系統(tǒng)進入夜晚模式前，首先判斷該標志位，若為1，則驅(qū)動電機反轉(zhuǎn)約90°，便于第二天的追光；若為0，則電機不反轉(zhuǎn)，直接進入夜晚模式。這樣便可實現(xiàn)系統(tǒng)各種天氣條件下的抗干擾設計，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。具體分析如下：
（1）晴天：每天清晨太陽升起時，兩光線傳感器接收的光照強度不同，便會自動感應，驅(qū)動減速步進電機帶動太陽能電池板轉(zhuǎn)至東方太陽升起處，隨后開始一天的追光，直至太陽落山，此時太陽能電池板應朝向西方位置。在判斷進入夜晚模式前，電機先反轉(zhuǎn)約90°, 便于第二天的追光。
（2）多云天氣：和晴天一樣，系統(tǒng)依然正常追光。
（3）雷暴天氣：在此類惡劣天氣條件下，系統(tǒng)依然可以正常工作。只要有陽光出現(xiàn)，系統(tǒng)便能自動感應追光至光強最大處停止；若突然出現(xiàn)烏云遮擋住陽光，電機便停在前一次追光處，等待下一次陽光出現(xiàn)再次追光；若外界光線太暗，系統(tǒng)會自動打開燈，以便照明，等到雨過天晴時，會自動關燈繼續(xù)追光。
（4）陰天：由于陰天光線較弱且較分散，所以系統(tǒng)不進行追光。
（5）連續(xù)陰雨天：系統(tǒng)在進入連續(xù)陰雨天之前，如果曾在下午時有過追光動作，則進入夜晚模式前，電機依然反轉(zhuǎn)約90°，以等待晴天的到來；如果下午的整個時段都未追過光，則電機任何時刻都不會進行反轉(zhuǎn)90°的動作，直接識別白天或夜晚、光線強或光線暗，實現(xiàn)追光或開燈的動作。

第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品 三等獎
該作品在某省挑戰(zhàn)杯大學生課外學術科技作品競賽中獲得省級“特等獎”