智能照明系统在海洋科技馆中的设计与实现

该文通过对青岛海洋科技馆场馆内照明配电系统进行智能化设计与改造,从系统的硬件选择、物联网设备的选型、系统的组态画面以及程序的编写,实现场馆灯光照明的智能化控制,提高科技场馆设备的智能化水平。

浅谈某市政道路智慧多功能杆设计

智慧多功能杆在满足基本功能的同时承担智慧城市建设前端感知层的服务功能,是智慧城市建设中信息感知互联的重要入口。本文根据道路、交通及监控专业提供的资料,对道路照明及智慧路灯模块配电进行设计,合理的配线选型及管道敷设,对满足共杆条件的公安治安监控、5G通讯、道路标识标牌、信号灯、交通监控与路灯杆件进行多杆合一设计。

基于Wi-Fi通信的智能护眼系统设计

护眼系统可以缓解眼部疲劳且预防眼部疾病,但传统的护眼系统存在数据传输不及时、无法实时交互、硬件成本高等问题。为了解决上述问题,设计了一款基于Wi-Fi通信的智能护眼系统。该系统以STM32单片机为控制核心,通过多种类型传感器采集光照强度数据、超声波数据和图像数据,并利用Wi-Fi通信实现无线传输。该系统具有数据传输及时、环境检测准确、实时交互、成本低等特点。

一种基于道路照明设计的LED路灯节能改造实例研究

本文采用了一种结合灯具配光设计与道路照明设计的方法,针对特定路段进行优化。依托一种大功率且高功率密度的小型化、轻量化单颗集成式光源的LED路灯,其在光学性能和热学性能上表现优异,成功实现了长沙市某路段的LED照明节能改造。实际照明效果与道路照明设计软件模拟结果相吻合,主路平均照度(average illuminance,E_(av))由31 lx提升到39 lx,比改造前提高了23%;主路照度均匀度(Uniformity of Illuminance,UI)由0.45提升到0.8,比改造前提高了82%,且主路部分照明功率密度(Lighting Power Density,LPD)由0.89 W/m^(2)降低至0.36 W/m^(2),减小了60%;十字路口部分的LED投光灯升级改造,该路段整体节能率高达66%,阈值增量(Threshold Increment,TI)值仅为0.42%,照明舒适度大大提高,且大大延长了灯具的生命周期,具有很好的道路照明节能改造参考价值和市场推广前景。

节能道路照明系统的无线智能控制设计

根据道路照明系统的运行特点,在节能控制目标和保证可靠性的前提下,设计和分析合适的智能控制策略和控制网络拓扑结构选择。节能道路照明系统在智能照明控制策略的统一指导下运行,基于低功耗无线通信技术,实现节能照明。具体介绍和分析了有关的设计原理和方案选择,智能照明控制策略的选择和确定,控制系统网络结构,主控单元/现场节点的硬件/硬件构成和设计思想。分析表明,基于短距离无线通信实现节能道路智能照明策略控制是可行的。

用于固态照明的自由曲面微透镜设计

针对LED照明应用中,现有二次光学设计过程对LED初始光强空间角分布的依赖性,讨论了用于LED照明的自由曲面微透镜器件的设计方法.根据斯涅尔定律和边缘光学理论,研究了自由曲面微透镜的面形构造算法,建立了自由曲面微透镜器件的光学模型,并用光学模拟软件对其照明性能进行了模拟实验.结果显示,该微透镜器件能够在目标面上获得满足预期要求的照度分布,照明均匀度在92%以上,且其结构有效解决了LED初始光强空间角分布复杂化的现状和现有二次光学设计对光源初始光强空间角分布依赖性的矛盾.

新型直下式正三角阵列LED背光源的光学分析与设计

从分析直下式LED背光的基础结构入手,对传统的矩阵LED背光布局方式进行数学建模。针对该布局方式的缺点,提出了一种新型的正三角阵LED背光布局模型,通过对比分析,证明该模型能够有效减小混光"盲区"比例,提高均匀性。通过Lighttools仿真软件证明了该新型结构的有效性:当灯腔高度为20mm时,新型正三角阵结构的均匀性为90.79%,相比于传统矩阵结构的88.77%,提升幅度达到2%;在LED间距较密的情况下,新型正三角阵结构的均匀性相比传统结构而言优势并不明显,仅有不到1%的提升;随着灯腔高度的提升,新型正三角阵结构相比传统结构的优势逐渐缩小,当达到24mm时,均匀性的提升仅有0.3%。

大功率LED灯具散热器的优化设计研究

LED的散热性能对其寿命有重要的影响,而现阶段LED的散热器设计很多依靠的是经验值。针对这一问题,文章提出一种散热器的优化设计方法。该方法首先基于大量实验数据研究了散热器翅片单一因素对散热性能的影响,然后运用正交试验法,综合分析了各因素对散热性能的影响程度,最终得到了翅片参数的最优水平组合。最后利用此方法,设计了一款新的散热器,实验表明该LED灯源芯片温度比优化前降低了6℃,并计算了优化后翅片的效率达到98.63%。

基于LED照明系统的反射器设计

介绍了发光二极管(Light Emitting Diode,LED)二次光学设计的基本方法和理论,并利用TracePro光学模拟软件设计了一种基于LED照明系统的反射器.对该反射器的模拟分析结果表明,该照明系统能够实现均匀的照明,并能有效地实现对出射光的收集和定向控制.根据对实物成品的测试,其实际效果达到了预期的目的.采用标准高斯函数拟合,并用计算标准偏差的方法来评价光斑的形态和均匀度,计算的标准偏差值说明总体形态和均光效果基本符合要求.

优化教室照明均匀度的模型构建与求解

为了改善教室照明环境,保护学生视力,可通过合理布置教室光源给老师和学生创造一个舒适的视觉环境。本文通过使用照度仪随机采集同一栋楼中不同楼层8个教室在夜间的桌面照度值,对教室照明均匀度进行了调查和分析,结果发现教室存在中间区域照度高、四周照度低以及照明均匀度不高等问题,这主要与我国传统光源分布设计(均匀排列)有关;同时利用Matlab软件构建了优化教室照明均匀度的数学模型,提出两个优化方案,并针对这两个优化方案进行验证和对比,从而得出了更为合理的教室光源分布方式。

基于均匀照明的光学器件研究

采用非成像和自由曲面设计方法,对反射器和透镜这两类光学器件进行了二次光学设计和研究,获得了具有均匀圆形照明特性的光学器件.通过编程计算构造出光学器件的几何轮廓,并对光学器件模型进行了模拟仿真,获得了良好的均匀圆形照明光斑.设计出的二类器件其圆形照明面照度均匀性均达到90%以上,适合于对均匀性要求较高的室内照明.该设计为实现大功率LED均匀照明提供了一种有效的设计途径.

均匀照明方形光斑的LED自由曲面透镜设计

根据边缘光线原理并利用划分网格的方法设计出一款配光透镜,获得了方形均匀光斑。研究结果表明:它既适用于点光源,也适用于扩展光源。当透镜高度与LED光源尺寸之比为10∶1和5∶1时,相当于点光源,目标面的照度均匀度高达90%,系统的能量利用率为88%。当透镜高度与LED光源尺寸之比为10∶3,2.5∶1,2∶1时,相当于扩展光源,目标面的照度均匀性在80%以上,处于较高的水平,系统的能量利用率达88%左右。该配光透镜对扩展光源保持较高的能量利用率和照度均匀性,适用于投影显示和室内外照明,有着广阔的应用前景。

基于STC单片机LED智能照明系统的设计

本文介绍了一套LED光源智能调光系统,给出了系统的硬件设计和软件流程图。热释电红外检测器和光敏电阻采集的数据,利用先进的PWM调光技术,通过STC单片机处理后产生PWM信号,控制LED灯可根据环境亮度不同自动调节LED照明的开关和亮度。本系统具有提高用电效率、节约电能以及保护环境的作用。

一种线性恒流的LED驱动电路设计

随着人们对照明设备节能环保和耐用低价的要求逐步提高,LED光源的研究与应用也日趋广泛。然而LED光源并没有得到普遍应用,主要难题是成本高和驱动电路的不稳定。针对此问题,在研究LED特性的基础上提出了高稳定性和低成本的LED线性恒流驱动电路,且具有结构简单、效率高、体积小等特点。通过模拟电网的波动,测试了此电路在实际电网中的恒流特性,还测试了此电路的效率和LED的结温,经实际电路测试,此驱动电路能很好地实现恒流控制,电路效率较高,且LED的结温较低,使LED的控制特性得到改善。

人类照明需求层次理论与照明设计

根据马斯洛的人类需求层次理论的内涵与外延,从理论上探讨了人类对于照明的需求内因,并总结了人对于照明的需求层次规律,进而根据照明自身的发展与趋势,以城市景观照明为例,探讨了实现照明需求最高层次的照明设计方向与对应策略,以期为"以人为本"的照明设计提供理论依据与指导。

自由曲面光学系统设计中目标面照度分布的优化

以驾驶员视觉光环境需求为约束、以灯具总光通量最小为目标,建立了LED路灯自由曲面光学设计时所需的道路路面照度分布优化模型,利用Lingo软件得到了次干路最佳照度分布,相比与基于均匀照度分布设计的LED路灯节能30%左右。

模拟路灯节能控制系统的设计

模拟路灯节能控制系统基于PWM脉宽调制技术,采用STC12C5A60S2完成对模拟路灯系统的控制。既能通过键盘设定系统时间、控制支路和独立控制单只路灯开关灯时间,又能自动检测环境光亮度控制开关灯,并可以自动检测交通状况自动调节路灯亮度。采用恒流源、PWM脉宽调制和故障检测电路,对路灯进行功率调控和故障判断,从而实现对路灯的节能控制。

消防应急照明和疏散指示系统在石化项目的实际应用

随着2019年GB51309-2018《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》的发布,如何合理、安全可靠、经济实用、节能环保的设计消防应急照明及疏散指示系统就尤为重要。对于民用建筑来说,疏散应急照明系统的设计并无争议,但对于石油化工装置来说,本规范在应用中就有诸多的争议性。本文针对石油化工装置中消防应急照明和疏散指示照明的设计方案进行简单的剖析。

基于HV9910B的LED降压驱动电路设计研究

LED照明需要稳定、可靠的恒流驱动电路。应用LED驱动芯片HV9910B设计了大功率高亮度LED驱动电路。提出了基于该芯片的设计方案,采用DC/DC降压型拓扑结构,以输出恒定电流的方式驱动LED。重点解析了整个电路的详细设计过程。该电路的输入电压为12 V,可驱动2个1 W的大功率LED发光,驱动电流达350 mA,并具有PWM调光功能。对该设计的测试结果表明,电路的效率可达89.2%,优于大部分同类电路,且电路的PWM调光线性度良好,性能稳定可靠。该电路所需的外围元器件少,电路结构简单,设计方便,广泛适用于通用的LED照明场合。

博物馆和美术馆室内展陈光照方式研究

本文围绕博物馆和美术馆展陈照明设计中的核心问题之一——展陈品、展陈柜及展陈布景的光照方式进行探讨、研究。