高端LED吸顶灯的关键光学技术与智能控制技术开发
本文关键词：高端LED吸顶灯的关键光学技术与智能控制技术开发，由笔耕文化传播整理发布。
【摘要】：作为新一代光源,LED凭借着其光效高、体积小、无毒环保等优势,被广泛应用于各种室内照明环境中。随着社会的发展和人民生活水平的不断提高,室内照明的要求也不断提高,如何通过智能化的控制来实现室内照明效果的自由变换,成为LED室内照明的研究重点。本文旨在为一款高端LED吸顶灯提供照明与智能控制方案。照明方案以提高照度均匀度和光效为出发点,通过配光设计来实现。智能控制方案旨在利用手机等移动控制端对灯具远程控制,能够实现在3200K-6500K的范围内无极调节色温,在0%-100%的范围内无极调节亮度等。本文首先利用TracePro软件进行光学系统设计。为了实现照度均匀,需通过多个LED光源进行排列组合才能达到实际的照明需求,因此对LED的排列必须通过合理的设计。市场上的吸顶灯多为圆环形阵列,照度均匀度不高。为了提高均匀度,本文设计出一种立体正六边形的阵列方式。通过改变多个六边形的角度来改变光线的叠加效果,消除照明盲区实现均匀照明。通过设计仿真本文得到了最佳阵列模型。最后利用DIALux软件验证吸顶灯在室内空间的照明效果,通过计算可得工作面上的均匀度可达0.715,满足室内照明标准中规定的均匀度要求。智能控制主要是基于Android和iOS移动平台设计应用软件,通过Socket通信技术向灯具发送指令,从而实现对灯具的单灯控制、组网控制。并通过SQLite数据库实现对用户和灯具的管理操作。本文根据设计的LED阵列模型制作出吸顶灯样品,并对其进行了光学参数测试,测试结果中显色指数、光效、光通量等均能达到设计要求,实现了高性能。同时,对系统进行了整体测试,能够实现对LED吸顶灯的智能化控制,且系统工作稳定、可靠性高,为下一步产品化生产奠定了基础。
【关键词】：LED吸顶灯 立体阵列 智能控制 Android iOS
【学位授予单位】：天津工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM923.34
【目录】：
- 学位论文的主要创新点3-4
- 摘要4-5
- Abstract5-10
- 第一章 绪论10-16
- 1.1 研究背景和意义10-11
- 1.2 国内外研究现状11-13
- 1.3 存在的问题13
- 1.4 关键技术分析13-15
- 1.5 本文主要研究内容15-16
- 第二章 吸顶灯光学系统设计基础16-26
- 2.1 室内照明设计标准介绍16-17
- 2.2 非成像光学理论17-18
- 2.2.1 成像光学理论17-18
- 2.2.2 非成像光学18
- 2.3 照明光学的基础理论18-22
- 2.3.1 光度学基本理论18-21
- 2.3.2 照明光学系统基本组成21-22
- 2.4 光学仿真设计理论及仿真软件22-24
- 2.4.1 光线追迹的基本原理22-23
- 2.4.2 光线追迹方法23
- 2.4.3 蒙特卡罗方法23-24
- 2.4.4 光学仿真软件介绍24
- 2.5 本章小结24-26
- 第三章 吸顶灯的光学系统设计及其仿真26-52
- 3.1 LED照明光学系统的设计步骤26-27
- 3.2 吸顶灯配光要求的分析27-29
- 3.3 LED光源建模29-32
- 3.3.1 LED芯片选择29
- 3.3.2 LED光源建模29-32
- 3.4 LED阵列排布设计32-48
- 3.4.1 单个LED照度分析32-33
- 3.4.2 斯派罗法则33-35
- 3.4.3 立体六边形LED阵列设计35-47
- 3.4.4 输出最佳LED阵列模型47-48
- 3.5 DIALux室内仿真48-50
- 3.6 本章小结50-52
- 第四章 智能控制技术开发与实现52-82
- 4.1 系统方案设计52-56
- 4.1.1 系统需求分析52
- 4.1.2 系统功能设计52-53
- 4.1.3 软件系统方案设计53-54
- 4.1.4 MCU模块的选择54-55
- 4.1.5 无线网络的选择55-56
- 4.2 系统总体结构56-58
- 4.2.1 控制中心56-57
- 4.2.2 WiFi模块57-58
- 4.2.3 移动控制端58
- 4.3 Android开发平台搭建58-61
- 4.3.1 Android开发平台搭建58-59
- 4.3.2 Android系统架构59-60
- 4.3.3 Android应用程序核心60-61
- 4.4 iOS开发平台搭建61-63
- 4.4.1 iOS系统和Cocoa Touch框架61-62
- 4.4.2 iOS开发环境与工具介绍62-63
- 4.5 控制中心软件设计63-64
- 4.6 客户端功能实现及其相关技术64-81
- 4.6.1 用户界面设计64-77
- 4.6.2 Android/IOS平台WIFI通信机制77-79
- 4.6.3 SQLite数据库实现79-81
- 4.7 本章小结81-82
- 第五章 系统测试82-96
- 5.1 吸顶灯光学测试82-86
- 5.1.1 吸顶灯光学参数测试82-83
- 5.1.2 灯具空间强度测试83-85
- 5.1.3 灯具光照度测试85-86
- 5.2 手机客户端测试86-89
- 5.2.1 网络通信测试86-88
- 5.2.2 功能测试88-89
- 5.3 通信性能测试89-90
- 5.4 系统整体测试90-94
- 5.4.1 单灯测试91-92
- 5.4.2 情景照明测试92-94
- 5.5 本章小结94-96
- 第六章 总结与展望96-98
- 参考文献98-102
- 发表论文和参加科研情况说明102-104
- 致谢104
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