基于单片机的节能调光控制器

该文的项目背景是智能节能控制系统的创新项目,其研究的主要目的:在充分利用自然光的前提下,优化智能控制电能输出,调节灯光,补偿亮度,达到节能,恒定照度和享受自然光照效果。针对以上要求:提出一种基于单片机的节能调光控制器,在其中嵌入了智能控制程序,通过计算当前照度和预定照度的差值,来调节灯的亮度补偿照度,有效的实现绿色照明。     

新型智能照明系统的设计

针对当前公共照明存在浪费电能的情况,提出了新型智能控制方法;该方法设计理念是按需自动调整照明灯具亮度,先通过照度检测模块判断环境亮度等级,再根据红外人体感应模块判断是否有人,进而控制灯具亮度;在智能系统内部的数据交换采用无线方式;该设计达到节约电能的目的。     

隧道照明系统辅助设计与优化分析软件研发

为提高公路隧道照明系统设计的效率和节能水平,基于IESNA LM-62标准的灯具配光数据文件,并以逐点法为照度和亮度计算方法,在VB.net平台中开发面向公路隧道的照明系统辅助设计与优化分析软件.软件包括的功能有:基于车流量、洞外亮度和运行车速的三因素动态调光、各照明区段的长度与亮度分析、灯具回路设计与模式搜索法安装参...     

ZigBee＋GPRS的LED路灯监控系统

将ZigBee技术和GPRS移动通信技术相结合,设计了一种基于ZigBee＋GPRS的LED路灯照明远程监控系统。系统采用两级双网组网模型和簇-链型网络拓扑结构,通过网络化、智能化控制,实现了灯具的遥测、遥控。此外,提出了一种应用于路灯照明的亮度自适应节能控制算法,该算法可根据时段、环境亮度和人员活动情况改变PWM信号的占空比,自动调节LED的亮度,充分利用LED的可控性,实现最佳照度控制,达到节能目的。     

基于ZigBee技术的智能照明控制系统设计

针对目前室内传统照明存在电能浪费、布线麻烦、系统安装成本高等问题,设计一种智能LED照明控制系统。系统采用ZigBee技术进行无线通信,LED驱动电源选用TNY268P开关电源芯片,主控模块负责整个系统的协调工作,红外采集模块和光照度采集模块负责向主控模块发送采集数据。主控模块可以通过手动模式或自动模式无线通信远程的方式调节LED电流,达到调光及恒照度目的。本系统适用不同场合的LED智能照明,实现恒照度、区域照明、定时控制、人体感应自动照明、亮度调节等功能。     

基于模糊控制的博物馆多层级照明控制方法

针对现有博物馆照明控制方法无法分区域、分场景照明,从而导致博物馆照明存在不智能与不节能的问题,本文提出了一种基于模糊控制的博物馆多层级照明控制方法。将照明控制系统分为总系统控制层和区域子系统控制层,并将博物馆划分为进厅子区域、陈列厅子区域和过道子区域。考虑到每个区域子系统的照明需求不同,故照明亮度的上限不同。总系统控制层可根据入馆总人数,基于模糊控制对各区域子系统照明亮度的范围进行控制,通过总系统控制层将博物馆照明控制从不可预知时间表控制转化成可预知时间表控制,实现系统对博物馆所处场景进行自主判断,便于对博物馆所有区域的照明进行统一控制。在此基础上,各区域子系统根据传感器检测的具体人数以及外界入射的自然光亮度,分区域地调节照明设备的亮度。MATLAB/Simulink平台的仿真结果表明,所设计的基于模糊控制的博物馆多层级照明控制方法能自动依据游客数量、入射自然光亮度,分区域地调节照明灯具的亮度,有效提高了博物馆照明的智能性和节能性。     

不同光照强度下PPT设计的文字-背景颜色匹配研究

研究假设在不同室内照度条件下PPT课件的前景色(文字颜色)和与背景色间亮度差越大,主观清晰度越高,并以40名大学生为被试,自行设计实验材料132张,通过一项以PPT课件的前景色与背景色间的亮度差以及室内不同照度条件为自变量的3*2被试内实验,探讨室内照度和PPT课件的前景色与背景色间的亮度差对PPT课件的主观清晰度的影响。通过对室内照度等级,亮度差等级方差分析,最终发现亮度差等级与室内照度交互作用不显著,各亮度差等级组主观清晰度差异显著。证明在不同室内照度条件下PPT课件前景色背景色间亮度差越大则主观清晰度越高,且较高的室内照度有助于提高观看PPT的主观清晰度。     

亮度分级智能照明系统的设计

对一种基于Zig Bee及光敏元件双重控制的亮度分级智能照明系统进行了设计研究。目前,市场上较为成熟的的智能照明系统,大多只能控制灯的开关,对于不同时间点的亮度无法做到自动调节。设计的亮度分级智能照明系统,通过感应区域内照度的强弱,自动地调节照明设备的亮度,达到舒适、实用、智能化及节能环保的目的。由于基于成熟的Zig Bee协议,本产品可以安装在居家,公司,工厂和公共场所等,具有较高的应用价值。     

基于改进粒子群算法的分布式智能照明系统

针对现有公共建筑照明系统存在的高成本、分布式与集中式控制结合能力不高、交互性不强等问题,应用智能优化算法,在分布式框架上实现区域协同照明控制。通过采集窗户处照度信息,预测透过窗户的自然光在工作面上产生的照度值,当自然光不足需要人工光源补充时,通过协同配合,各区域利用改进粒子群算法计算出区域内最佳的灯具开度组合,达到均匀照明,实现舒适性与节能的最佳综合。当照明需求改变时,可以通过WEB端进行修改。最后,通过实际办公室模型在DIALux evo上进行仿真验证。在不同照明需求和环境条件下,实验结果表明相较于普通控制方式（全开全关）,该方法在节能和舒适度上具有良好的性能,能有效控制工作面照度,各工作面的最大照度误差都在10%之内,控制方案切实可行,具有实用价值。     

智能家用情景照明系统的分析与设计

为了使照明系统的智能化控制更加满足人们的多样化需求,设计了一款以语音控制为基础的智能家用情景照明系统,并以此为例分析基于LD3320的语音控制系统。智能家用情景照明系统以STC11L08XE为核心、以语音信号作为操作指令,可实现自动调光模式和情景模式两种模式的转换。自动调光模式综合考虑自然光亮度和用户实际需求,采用脉冲宽度调制(PWM)技术动态设置灯组的照度,充分利用自然光节约能源,达到当前环境下最舒适的室内照度。情景模式则根据情景需求设置灯光亮度和颜色,从而营造氛围、提高用户生活品质。仿真结果表明,该系统与市场上大部分光照系统相比,造价低廉、实用性强。该系统但仍存在集成度不高的问题,未来发展考虑硬件模块化。     

基于单片机控制的智能化路灯节能装置的设计

分析了城市路灯照明耗电大、设备使用寿命短的原因，提出了采用补偿变压器稳压方式和P89C51RD2单片机进行稳压控制的解决方案，研究、设计了智能化路灯节能装置。介绍了补偿变压器方式的交流稳压器的工作原理、硬件电路的设计和软件的功能。智能化路灯节能装置能有效地节约能源、减少照明灯具的损耗     

自然形态在现代灯具设计中的应用

灯具不仅是室内不可缺少的照明设备,更是美化居室气氛的重要工具。装饰风格的多元化,让灯具设计更彰显个性色彩,以此来满足不同消费者的情感需求。近年来,自然环保理念的流行,让自然形态设计的灯具在市场上颇受欢迎;本文以"自然形态"作为研究方向,分析其在灯具形态设计上的运用,研究出这种源于自然美感灯饰的独特韵味。     

基于模糊神经网络的无线隧道照明节能控制系统

针对公路隧道照明的安全性、舒适性及节能性的要求,设计了一种无线隧道照明节能控制系统。系统以监控计算机作为控制核心,以S7-200作为本地控制器,利用基于Zigbee技术的CC2430模块搭建无线传感器和LED灯具无线控制网络。系统通过无线传感器模块采集车流量、车速以及洞内外亮度信息,作为系统输入控制参数,经过模糊神经网络控制决策,输出照明回路的控制命令,经Zigbee无线网络传输至LED灯具模块,通过灯具功率模块实现隧道各段照明亮度实时调节。     

室内VLC与Wi-Fi混合组网架构设计及吞吐量性能分析

为解决大型室内场所高密度用户、高服务质量业务需求问题,在对Wi-Fi布设现存弊端及可见光通信（visible light communication,VLC）技术特点进行分析的基础上,提出了一种室内多个VLC热点与一个Wi-Fi热点混合组网的方案,对混合组网的系统架构进行了设计。同时,在灯的典型正方形布局方式条件下,以10m*10m*3m的房间为例,给出了一种对多盏灯进行分组以改变VLC热点数量的方法,对布设灯的个数、VLC热点数量及发光半功率角等参数进行了综合优化以提高光链路的吞吐量性能。仿真结果表明,在保证有效的照明面积与通信面积前提下,优化后的光链路吞吐量是一个Wi-Fi热点的16.7倍,同时相比一般的一盏灯即一个热点的布设方法,吞吐量有了明显提升,从而提高了系统总吞吐量及用户的服务质量。     

基于图像处理和神经网络的光环境优化控制研究

为了精确定位人体目标区域, 以达到照明节能最优化, 提出了一种改进的Canny算子与数学形态学相结合的图像处理技术, 对室内图像进行边缘检测和噪声处理, 得到含有人体目标的二值化图像, 将得到的二值化人体背影模板的七个Hu不变矩作为LVQ神经网络的输入向量, 训练出能够准确识别出人体背影的网络; 再建立出室内图像特征与人体数量和坐标的匹配模型, 从而根据人体坐标和数量来实现对灯具的优化控制。仿真和实验结果表明, 改进的Canny算子与LVQ神经网络的结合对室内光环境的优化控制具有很好的应用价值。     

基于NB-IoT的城市智慧路灯监控系统设计

针对路灯系统不方便管理的问题,提出一种基于NB-IoT的城市智慧路灯监控系统方案,实现对城市路灯的控制精准化、监控智能化、故障检修便捷化.给出了系统由数据采集层、信息汇聚层、无线通信层和应用服务层组成的总体框架,阐述了路灯控制终端的硬件、软件设计思路,重点阐述了路灯控制终端与IoT云平台的接口协议.测试结果表明,系统可稳定运行且数据传输稳定性高,降低了传统路灯控制终端的成本和能耗,实现了客户端远程对城市路灯的监控与管理,具有很好的应用前景.     

基于窄带物联网路灯控制系统的设计与实现

针对我国目前路灯覆盖面积大,管理手段落后,无法根据实际需要进行远程控制开关灯时间、无法监测各路灯的运行状况等问题,设计一种基于窄带物联网路灯控制系统方案,实现对路灯按需控制、及时了解各路灯的耗能情况,并综合现场的人流量情况,实现精确控制,最终达到节约能源的目的。该终端采用意法半导体STM32芯片为微控制核心、以窄带物联网技术为传输方式、以天翼云平台为支撑的系统总体框架,阐述了系统硬件、软件设计思路,制定了路灯控制器、天翼云平台、后台服务系统之间的通信协议,实现了路灯控制器、云平台、后台服务终端三者之间的信息交互。测试及应用结果表明,该控制器系统稳定可靠,数据通信实时性好,为将来路灯节能控制和管理提供了有利的保障。     

The influences of tunnel lighting environment on drivers’ peripheral visual performance during transient adaptation

Highway tunnel lighting environments include sidewall, pavement, ceiling, etc., their surface luminance were affected by the distribution of luminous flux of the lamps. While driving through a highway tunnel, the driver needs to complete a series of visual tasks. The spatial distribution of the luminance and color on the road surface and sidewall, as well as the correlated color temperature, influence the driver’s visual performance. The process of driving through a highway tunnel lighting environment was simulated in a laboratory where the luminance of the non-uniform visual environment was gradually decreased. The effects of the spatial distribution of the lighting environment parameters on a driver’s visual performance was studied by testing each subject’s reaction times and missed target rates. The tests showed that the spatial distribution of the lighting environment parameters significantly influences a driver’s visual performance, and the effects on test subjects’ peripheral visual performance are different in threshold, transition, and interior zones. The optimization of the spatial distribution of the lighting environment parameters can enhance traffic safety and energy saving of highway tunnel lighting.     

Optimal maintenance planning for sustainable energy efficiency lighting retrofit projects by a control system approach

The energy savings achieved by implementing energy efficiency (EE) lighting retrofit projects are sometimes not sustainable and vanish rapidly given that lamp population decays as time goes by if without proper maintenance activities. Scope of maintenance activities refers to replacements of failed lamps due to nonrepairable lamp burnouts. Full replacements of all the failed lamps during each maintenance interval contribute to a tight project budget due to the expense for the lamp failure inspections, as well as the procurement and installation of new lamps. Since neither “no maintenance” nor “full maintenance” is preferable to the EE lighting project developers (PDs), we propose to design an optimal maintenance plan that optimises the number of replacements of the failed lamps, such that the EE lighting project achieves sustainable performance in terms of energy savings whereas the PDs obtain their maximum benefits in the sense of cost–benefit ratio. This optimal maintenance planning (OMP) problem is aptly formulated as an optimal control problem under control system framework, and solved by a model predictive control (MPC) approach. An optimal maintenance plan for an EE lighting retrofit project is designed as a case study to illustrate the effectiveness of the proposed control system approach.     

Distinguishing and quantifying the visual aesthetics of a product: An integrated approach of eye-tracking and EEG

Although some methods of measuring visual aesthetics have been established, such as subjective reporting, feature calculating, and physiological assessing, designers still lack an integrated and quantified method in measuring the visual aesthetics of their products. This study aims to integrate eye-tracking metrics and EEG measurements to distinguish and quantify the visual aesthetics of a product. Thirty-two 3D prototypes of LED desk lamp with multiple views were designed to simulate an aesthetic appreciation flow. Eye-tracking and EEG signals were simultaneously recorded when participants were freely browsing each lamp. The evaluation of subjective visual aesthetics was conducted after each browsing. The results demonstrated that fixation time ratio and dwell time ratio significantly differed among the three clusters of visual aesthetic lamps. Meanwhile, average fixation duration only significantly differed between low and high aesthetic lamps and pupil size had no significant variation. Moreover, low aesthetic lamps evoked significantly weakened relative alpha power and enhanced relative gamma power. Thus, the eye-tracking metrics and the EEG measurements can distinguish the visual aesthetics of lamps. Regarding the results of quantification, the integrated multimodal physiological signals achieved an improved and reasonable accuracy. It seems beneficial to integrate multimodal physiological signals involved in different flows of visual aesthetic appreciation in quantifying the visual aesthetics of a product.Relevance to industryAs a premise of attracting consumers’ attention, visual aesthetics has been identified as a crucial role in product design and marketing. Thus, thorough research on the variations of multimodal physiological signals involved in information retrieval and processing in appreciation flow can provide a distinction between product visual aesthetics. The quantification method can be utilized by designers in measuring the visual aesthetics of their products.