基于多元通讯集中控制器的LED植物促生长智能照明控制系统

LED可以高效地释放特定波长的光线,促进植物光合作用;然而市场上较多采用的植物生长灯缺乏系统化的控制,订制成本高,可靠性和灵活性低;为了解决这些问题,开发了一套LED植物促生长智能照明控制系统;该系统采用集中分布式的架构,拓展了可控制的地域范围和优化了系统的响应能力;特别是系统采用了多元通讯模式,巧妙地融合了多种数据传输方式,其中包括多种远程通讯和局域网络通讯,极大地提高了控制系统的灵活性和可靠性;在该模式下,控制设备中嵌入了可配置的优先级列表,集中控制器实时检测并动态地选择高优先级且连接状态良好的通讯方式;在局域无线组网通讯中,提出了一套具有自愈和自维护功能的系统组网策略,极大地提高了下行网络的稳定程度;最后搭建了实验平台,测试了相关功能,试验结果良好;该控制系统具有高可靠性和高灵活性的特点,适应多种农业现场状况,拥有良好的市场潜力。     

基于物联网的小区智能照明管理系统设计与实现

针对国内中小型LED照明企业的艰难处境和政府倡导低碳,绿色环保照明政策现状,提出了一种基于电力载波通信技术的小区智能照明管理系统的设计方案。采用微控制器、PLC芯片和传感器构建智能控制终端,实现对单灯电能、光强度等数据采集。集中器集成GPRS通信模块负责与远程控制中心建立连接,控制终端与集中器通过电力线相连,实现PC端和移动端对LED照明设备的多平台控制。重点阐述了智能控制终端的软硬件设计、系统的自定义通信协议和远程控制方法。系统实测结果表明,该系统数据传输可靠、响应时间短、成本低,易于进行远程管理和控制。     

基于ZigBee和Android手机的无线监控系统设计

针对智能家居、环境监测等对实时性的要求,提出了一种将近距离无线接入技术与Android、嵌入式技术相结合的无线监控系统设计方案。在高性能嵌入式平台上实现Wifi、ZigBee的接入,根据实际应用环境的需要,选用相应传感器实现对环境变量的数据采集,通过ZigBee无线组网方式进行数据收发。另外,将Android手机终端通过Wifi与嵌入式平台建立连接并实现数据传输,ZigBee终端接收无线传感器节点发出的数据,通过协调器将数据信息发送给嵌入式平台,数据经过处理以后反馈给智能手机终端,手机端根据接收到的数据进而输出相应的指令。文中介绍了系统的软件设计流程,对系统整体实验证明节点性能良好、通讯距离较为理想,该系统具有较好的通用性,能够满足实时性的要求。     

LED智能光源混光呈色模型构建方法研究

LED智能光源具有色光可调的特点,其内置微处理系统可以通过无线数据传输等技术调整发光方式,控制光色及发光强度,进而实现照明光源的动态调节,因此特别适合于博物馆展陈、家居照明等智能化照明设计环节。现阶段,鉴于LED光源智能混光技术尚未普及,目前绝大多数商用LED智能光源在混光控制方面仅局限于设备制造商所设定的几类固定模式,无法充分发挥智能LED光源色光可调的技术优势。针对此问题,提出了一种基于BP神经网络以及有效集算法的LED智能光源混光呈色模型构建方法,实现了LED智能光源控制信号与对应发光光谱辐亮度分布之间的双向高精度映射。研究中首先提出了一种基于BP神经网络的LED混光呈色预测方法,实现了由LED智能光源驱动控制值向光源实际发光光谱辐亮度分布的准确预测;在此基础上运用有效集算法实现了由光源实际发光光谱辐亮度分布向LED智能光源驱动控制值的反向高精度预测。实验结果显示,所提出的方法整体建模误差显著小于人眼视觉可分辨阈值(CIEUCS Duv值可低至0.002 7),达到了较为理想的建模效果。该方法的提出,将为当前LED智能光源制造以及现有商用LED智能光源的二次开发与优化提供有效的理论与方法支撑。     

蓄热式加热炉点火控制系统

针对硅钢退火工序中传统加热工艺的能源利用率低、污染程度高、组网复杂、监测灵活性差等问题,在充分研究蓄热式加热炉及配套的点火控制器工作原理的基础上,设计了一套可以远程监测和管理的点火控制系统。利用PT100温度传感器采集烟道温度数据,单片机C8051F060作为数据处理核心,将多台点火控制器与上位机进行组网通信,通过数码管和按键进行人机交互,配合温度检测和煤气阀门控制电路,实现控制烧嘴合理运行。结果表明,各个点火控制器能够实时与上位机通讯,吹扫、交替点火、正常燃烧等步骤能够正常进行,减少了报警状态下的人工干预,降低了劳动强度。本系统成本较低,可拓展性强,易于安装和维护,已经投入实际生产中,并取得良好的效果。     

电动汽车充电站监控系统设计

针对电动汽车日渐普及这一情况,本论文设计了一套电动汽车充电站监控系统。首先,给出了监控系统总体结构;其次,选择了系统的通信方式,并给出详细的 CANET转换器配置和通讯编程实现;然后,基于Microsoft Visual Studio平台,利用C#开发了充电站上位机监控系统,该系统可实时监控充电桩及其配电系统的运行情况,保证了电动汽车充电站的安全运行。     

植物照明用荧光粉转换白光二极管的研究

LED具有效率高、体积小、功耗低、寿命长等优点,并且因其具有可轻易实现宽幅光谱调控的特性,在植物照明领域崭露头角。植物照明用LED分为两大类,一类是单色光LED,另一类是白光LED,其中植物照明用白光LED可与单色LED混合或者单独使用从而实现植物补光照明。植物封装用白光LED大部分采用蓝光LED芯片或紫外LED芯片和荧光粉组合实现,即荧光粉转换型白光LED,但是光谱集中于可见光偏蓝,对植物进行光合作用的效率不明显。植物对于光的吸收不是全波段的而是有选择性的,基于植物光合作用吸收光谱的特殊性,将白光LED光谱的显色性能作为评判其光谱是否适合植物生长所需的光质的标准,其平均显色指数Ra,特殊显色指数R9(饱和红光),R12(饱和蓝光)被考虑选择为植物照明用白光LED的主要性能评价参数。为设计出植物进行生长发育所需要的、性能良好的能应用于植物照明领域的白光LED,选用常见商用YAGG为绿色颜色转换材料,选用(Sr, Ca)AlSiN₃为红色颜色转换材料,并用传统高温固相法制备了系列光谱可调的(Sr, Ca)AlSiN₃荧光粉,并进行了光谱性能分析。通过将搭建好的LED结构模型导入光学仿真软件并分别引入绿色荧光粉颗粒、红色荧光粉颗粒以及蓝光芯片的特性参数,在Lighttools中分别建立了单蓝光LED芯片(450 nm)和双蓝光LED芯片(450+470 nm)激发(Sr, Ca)AlSiN₃和YAGG荧光粉组合,实现了白光LED的光学仿真模型,研究了两种激发模式下仿真得到的不同色温白光LED的光谱功率分布及其显色性能。用蓝光LED芯片、(Sr, Ca)AlSiN₃以及YAGG荧光粉组合进行了单芯片和双芯片显色性能差异的封装验证。通过将Sr_0.8Ca_0.12AlSiN₃∶0.08Eu2+和YAGG荧光粉的混合物点涂在双蓝光LED芯片上进行了白光LED的封装制备,获得了Ra=91.2,R9=96.1,R12=78.9,光谱辐射光效LER=126 lm·W-1的高效高显色白光LED其含有植物生长所需要的蓝光和红光。     

基于扩展DALI总线的智能照明系统设计

针对大型商业照明场合存在的如组网不便、照明效果单一,能源利用率底的问题,设计了一套基于扩展DALI总线的商业智能照明系统,以实现系统的大面积组网和集中控制,获得丰富的照明效果,实现系统的绿色环保运行。测试系统搭建完成后,实现了管理人员对系统的集中管理和远程监控;系统可按照工作日程表、时间表自动运行;具有分区、分组、单灯、场景等多种控制方式,控制灵活,能达到较好的照明效果和节能要求,可满足多种商业照明需求。     

磁滞回线测量仪的设计

为了测量多种形态磁性材料的磁滞回线,设计了磁滞回线测量仪.该仪器的磁感应强度探测器采用双线圈反相连接的方式,磁性材料可以放于任一探测线圈中,方便更换.测试表明,该套实验仪器具有良好的性能,输出图形清晰、分辨率高.     

基于LABVIEW的旋转机构测控系统设计

针对旋转测试的任务要求,设计了一套基于LabView开发环境下的测试系统和一套基于PLC控制技术的控制系统,并利用OPC通讯方式,实现了LabView与PLC之间的数据交互。利用LabView开发了多种软件功能,丰富了测控系统的数据处理和显示功能。经试验结果表明：该测控系统已达到预期设计效果。