用于LED平板灯面板均匀照明的自由曲面透镜设计与实现

设计了一种PMMA自由曲面透镜,用于无导光板结构的LED平板灯。该透镜基于自由曲面透镜的折射和全反射原理实现出射光的重新分布,可用于均匀照明LED平板灯的出光面板。采用数字仿真和实验制作进行设计。仿真结果表明,当自由曲面透镜与出光面板的距离为5 mm、自由曲面透镜旋转为0°、LED与自由曲面透镜的距离为7 mm时,LED平板灯出光效率较高且整灯均匀性达96.6%。实验结果表明,所设计的自由曲面透镜可使无导光板结构的LED平板灯的面板均匀性达95.74%,与数字仿真近似相等。

PWM调制占空比对混合白光LED光源光色度的影响

脉冲宽度调制(PWM)是LED照明光源智能控制的常用方法,为了准确控制混合白光LED光源的光度和色度,本文研究了基于两种不同色温白光LED的混合光源双通道PWM调制光色度理论模型,推导出混合光源色坐标、相关色温、最大亮度与双通道调制脉冲占空比比值的关系式。采用暖白光(色温3282K)和冷白光(色温12930K)两种白光LED进行混色实验,通过单片机控制脉冲宽度实现占空比可调。结果显示实验测量值与理论计算值吻合很好,证明理论模型的正确性。实验结果同时表明采用双通道PWM调节混合光源的色坐标和色温时,在相关色温4233K^7316K范围内可以保证光源亮度(光通量)输出值不低于最大值的70%。

闭环光纤陀螺方波调制失真的影响与消除

数字闭环光纤陀螺仪测量角速度时,采用方波调制引起的各种失真会对输出结果产生影响。基于傅里叶级数建立包含失真噪声的闭环光纤陀螺方波调制、解调信号模型,对各种调制失真引起的输出误差进行了仿真分析,并提出一种双极型归零脉冲方波解调方法,用于消除方波调制闭环光纤陀螺仪的输出信号误差。仿真结果表明:采用常规方波解调时,调制信号的相位失真、方波脉宽失真、谐波失真以及梳状噪声脉冲对光纤陀螺仪输出有很大影响,测量角速度相对误差可达1%量级。采用双极型归零脉冲方波解调时,上述调制失真的影响都得到有效的减小,陀螺仪测量角速度相对误差只有0.1%量级,降低了一个数量级,说明文中提出的双极型归零脉冲方波解调方法对提高闭环陀螺的测量精度和稳定性有重要意义。

应用ARM的高显色性色温可调照明系统设计

针对现代照明系统对控制便捷、光色丰富和显色性高等要求,设计了一种基于ARM和Zigbee的照明控制系统。该系统由ARM平台提供人机交互界面,通过Zigbee技术组建控制网络,以WRGB-LED作为照明光源。通过调节红、绿、蓝LED的比重实现彩光照明;模拟计算得到不同色温下合成白光显色指数最大值、及相应调制占空比。搭建样机进行测试,得到色温介于2 600～9 000 K、显示指数Ra保持在94.5左右的高显色指数白光、以及色彩精确的彩光。实验结果表明,该照明系统控制便捷、调光精确,具有一定的使用价值。

5G网络中基于波束成形和休眠机制的能量优化策略

为提高频谱利用率,5G毫米波通信采用的波束成形技术会对当前的不连续接收(discontinuous reception,DRX)机制产生不利的影响。提出一个基于信道质量提示(channel quality indication,CQI)反馈的不连续接收机制(C-DRX),波束成形只在必要的时候进行。在此基础上,通过优化波速成形策略进一步降低波束成形时间,达到节省能量和降低时延的目的。采用半马尔科夫过程对波束失准事件下C-DRX的建模分析,仿真分析验证了所提方案的能量和时延的有效性。

基于改进小波变换的图像去噪与融合

为了提高图像去噪的质量,提出一种基于改进小波阈值的图像去噪和融合算法。首先利用小波阈值法和传统均值法对含噪图像进行去噪,得到两幅去噪图像;然后采用小波融合方法进行图像融合,得到最后的去噪图像。针对图像小波系数分布特点,低频系数采取加权能量融合算法,高频系数采取局部均值和局部标准差相结合的融合算法,尽可能保留图像的边缘纹理信息。为了验证该方法的有效性,与多种滤波方法进行比较,实验结果表明,在视觉效果和峰值信噪比定量指标上该方法去噪效果均优于单一小波去噪。

在城市建成区的市政桥梁施工过程中桩基避让地下管线的处理方案

在城市建成区新建市政桥梁的过程中,时常发现桥梁桩位处存在勘探资料及图纸未提及的地下管线,或是桥梁基础位置直接与管位重叠,或是桥梁基础施工时可能对既有管线造成多重不利影响等等。若不能及时处理,对工程进度和造价影响很大。通过工程实例,以监理工程师的角度出发来探讨化解这一困局的方法,期望能为在工程中遇到类似情形提供的不同解决方案。

嵌入式实时人脸识别系统设计

为实现视频监控系统的网络化和智能化,以ARM为硬件平台结合机器视觉库OpenCV设计了一种嵌入式实时人脸检测系统。该系统由嵌入式平台采集USB摄像头数据,通过网络将图像传输至PC主机,从而实现实时监控;系统以QT构建交互界面,采用OpenCV人脸Haar特征进行人脸区域检测,Eigenfaces算法进行人脸识别。结果显示:该系统运行稳定,成本低,可以实现网络实时人脸检测与识别,识别率高。

基于波束标记的M2M业务建模及性能优化

提出一个在5G毫米波场景下基于波束标记的不连续接收(M-DRX)的休眠机制,以减少不必要的波束赋形。在此基础上,分别对M2M业务数据和波束失准过程进行泊松分布模拟,评估数据到达率和波束失准率对DRX休眠机制的影响。最后,通过仿真验证了所提方案能缩短系统时延、提升节能性能。

区块链及其在物联网中的应用

针对物联网发展中的可扩展性、隐私和可靠性问题,引入区块链技术用于物联网设备之间的事务处理和协调,深入探讨区块链技术与物联网融合的可行性。从私有资源共享、自动抄表、安防系统及商品的可追溯性上展望了区块链在物联网中的应用,并提出将来可能面临的问题及应对策略。

双通道PWM的冷暖白光LED混色模型研究

LED光色度的动态调节是实现智能照明的基础,采用冷暖白光LED和双通道脉冲宽度调制(PWM)法,基于1931 CIE标准建立混合光源模型,推导出混合光源色坐标、相关色温、最大亮度、显色指数与双通道调制脉冲占空比比值的关系式。采用暖白光(色温3 282K)和冷白光(色温12 930K)两种白光LED进行混色实验,通过微控制器输出PWM信号控制LED驱动电源,改变冷色光和暖色光的比重,得到的混合光源色坐标、最大亮度、相关色温及显色指数值与理论计算值吻合很好,证明了理论模型的正确性。理论和实验结果还表明,混合光源在双通道调制脉冲占空比比值为1的附近可得到低色温、高显色性和大光通量的混合白光。

基于光纤Sagnac环滤波器的高稳定光纤布拉格光栅传感解调技术

光纤Sagnac环滤波器用于光纤布拉格光栅（FBG）传感器波长解调时受环境温度影响很大,为此提出一种可消除温度影响的高稳定解调新方法,介绍了系统光路和解调器的工作原理。将带有一段保偏光纤的Sagnac环作为边缘滤波器,分布反馈（DFB）激光器的单波长激光作为参考光,对FBG波长信号和参考光信号同时进行滤波。在同一时间探测经Sagnac环滤波器输出的透射光强度和反射光强度,进行光强信号归一化处理并采用差动检测方法分析。理论分析和实验结果表明,该解调方法基本消除了Sagnac环滤波器的温度效应,提高了解调系统的稳定性。在1302~1318nm波长范围内,解调装置的温度漂移为2.4×10^-4 nm/℃,是未封装补偿无参考光的Sagnac环滤波器透射谱温度漂移的1.8×10^-4倍。

高显色指数LED合成白光光源的研究

针对目前白光发光二极管(LED)照明灯具显色性不高的问题,基于测色法研究了LED合成白光显色指数的计算模型,根据参与合成的LED光源光谱及其数量,软件编程计算得出合成光源的色温、显色指数等参数。采用优化的遍历范围,将实验测量得到的冷、暖白光及单色LED的光谱导入程序进行模拟计算,得到不同色温下合成光源的显色指数最大值以及所对应的各种LED配比数量。结果表明,暖白光LED与红、绿、蓝LED合成可以获得色温T_c介于3500 K^12300 K、显色指数R_a介于92.0~97.7的白光;与红、绿、青LED合成可以获得R_a介于95.0~97.8的低色温白光(3500 K^4500 K)。冷白光LED与红、绿、青LED合成可以获得R_a介于90.9~98.4的高色温白光(8200 K^13000 K)。对理论计算的T_c=7803 K、R_a=97.29的LED配比进行实际制作,实验测量得到T_c=7992 K,R_a=97.1,理论计算结果与实验结果吻合。

聚合物MEMS磁扭转微镜电流传感特性研究

提出一种基于聚合物材料的新型微机电系统(MEMS)交流电传感器,对其关键部件聚合物MEMS磁扭转微镜的特性进行研究。磁扭转微镜基体材料采用聚碳酸酯(PC),扭转梁采用金属材料制作,永磁体内置于扭转微镜中,被聚合物材料所包埋,磁扭转微镜的反射面为反射光栅结构。对扭转微镜的特征参数对扭转力矩和扭转角度的影响进行了分析。结果表明,磁扭转微镜的力矩与通电导线的电流大小成正比,微镜稳态扭转振动时最大扭转角度与导线交流电流(a.c.)幅度成正比;扭转梁长度越长,扭转角幅度越大;而稳态振动扭转角幅度随着扭转梁半径的增大而减小。通过对扭转微镜反射光栅0级衍射光的接收与解调,得到归一化光强测量电流的灵敏度可达0.024/A。

用于FBG信号解调的Sagnac环双差动滤波特性研究

采用高双折射光纤Sagnac环作为布拉格光栅(FBG)波长解调器,为消除温度变化引起的测量误差,研究了一种基于参考光的Sagnac环双差动滤波器。介绍了Sagnac环双差动滤波器工作原理,给出了滤波器输出双差动信号的数学表达式。理论分析了双差动滤波器的传输特性和波长解调特性,并进行实验验证。理论分析和实验测试的结果均表明,与常规Sagnac环边缘滤波解调方法相比,本文的双差动滤波解调方法具有更高的灵敏度、更好的线性特性和温度稳定性,温度引起解调装置的测量误差从1.38nm/℃降低到1×10-3 nm/℃,温度稳定性提高了3个数量级。

高效抑制斜入射光线Fresnel反射的均匀扩散板设计

针对无导光板LED平板灯具设计中常规扩散板对斜入射光线透过率低的问题,基于几何光学和Fresnel公式,设计了一种具有高效抑制斜入射光线Fresnel反射的表面微结构扩散板,并推导了获得高光传输效率的三棱柱微结构参数计算公式。采用Solidworks软件进行建模,并结合TracePro软件对所设计的扩散板进行光线追迹仿真,分析了扩散板微结构参数对光传输效率和照明面照度均匀度的影响。结果表明,入射表面微结构不等腰三棱柱的尺寸和形状、出射表面半凹球面微透镜直径对斜入射光线传输效率都有较大影响;参数优化后的扩散板,在距离出光面1mm处的照明面上的光传输效率为0.92,照度均匀度为96.8%,并且不同距离照明面上的照度均匀度均能达到80%以上。根据理论分析得出的优化参数制作扩散板,得到传输效率为0.91。

高光色品质LED照明光源研究

为解决现有高显色指数发光二极管(LED)光源仍然可能存在富蓝光危害的问题,基于人眼光谱光视效率、辨色函数和光谱响应度函数建立了被测光源光谱与参考光源光谱视觉相似度模型,提出一种以光谱视觉相似度参数(R_V)设计高光色品质LED合成照明光源的方法。采用国际照明委员会(CIE)推荐的标准光源D50作为参考光源,将冷白光、暖白光、红色光、绿色光、青色光和蓝色光6种LED组合,通过遍历优化的方法计算各种LED的组合灯珠数量,根据R_V>96的指标要求设计的LED合成光源相关色温范围为4000~7000K,一般显色指数Ra>95,符合高光色品质健康照明光源要求,证明了该设计方法的合理性。研究结果还表明,选择不同色温的CIE标准光源作为参考光源,可以设计不同色温要求的高显色性白光。

用于双端投射LED日光灯的扩散管研究

针对普通扩散管应用于双端投射发光二极管(LED)日光灯中存在出光效率低等缺陷,研究了一种内表面为三角形微结构、外表面为凹面微透镜结构的扩散管。介绍了双端投射LED日光灯扩散管原理,给出了扩散管内表面三角形微结构底角计算公式。采用Tracepro软件仿真分析了扩散管微结构参数对透光率的影响。结果表明:内表面微结构三角形底角确定后,三角形底边宽度D不会对透光率产生影响;外表面微透镜直径d对透光率影响较大(当d=D/2时透光率最低),而其形状决定扩散角度大小(横截面为样条曲线的凹面微透镜的扩散角大于正圆曲线和椭圆曲线),但透射率相当。优化后的扩散管透光率约为0.92,其轴向光束角约为180°,径向光束角为360°。采用改进的双三角形内表面微结构可使日光灯管轴向光照度均匀性优于90%。

新衣服旧衣服

一天晚上,我为一件事伤透了脑筋:明天要去春游,可我找不出一件新衣服,只有一件九○年前的运动服,上面还沾了一个洗不掉的油渍,这可怎么办呢?穿这件衣服去春游同学会不会笑我呢? “彬彬,过来,妈妈这件红衣服你穿上正合适,明天就穿这件去吧。”我过去一穿,宽宽的袖管要挽好几圈才挺括。