基于LED光源的调光系统设计

摘要

随着 LED技术的发展，LED在各个领域得到了大量的应用。不同波长的光源和色温对人的昼夜生物节律有重要的作用，照明可以起到调节人体生物节律的作用。因此色温、光谱可调的LED光源在医疗、家庭、公共场所、公司等领域中具有很好的应用前景。本文根据光谱和色温可调节的需求，设计了基于LED光源的调光系统，通过客户端无线控制的方式，实现了对LED光源光谱和色温的调节。
　　文中首先综述当前LED芯片以及驱动技术的发展现状，以光源的混色原理为基础分析RGB三基色LED合成光谱可调的理论，建立了光谱与RGB三基色LED之间的转换关系，实现了目标色温值到RGB三基色LED的占空比值之间的转换。
　　然后从光源可调、光照强度恒定的两个要求出发，并结合RGB三基色LED光源稳定性影响因素分析，设计了硬件调光系统和软件控制算法。硬件系统的设计主要包括主控模块、WIFI通信模块、LED驱动模块及为了恒定的光照强度引入的光强检测模块。软件部分包括总的控制程序和各个模块的控制程序两部分，为实现控制过程，文中建立了LED调光系统的数学模型，根据所得传递函数引入了模糊PID控制算法，实现一种具有光照强度恒定、抗干扰能力较强的照明系统。
　　最后通过软件仿真和硬件测试，实现了光谱可调的LED调光系统的设计。研究工作无论是对光照强度的恒定控制算法，还是对于RGB三基色LED的控制，都具有一定的理论意义和实践价值。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文的研究内容及组织安排

第2章 LED调光系统设计方法研究

2.1 光谱可调原理分析

2.2调光方案设计

2.3 无线通信方案

2.4系统设计方案

2.5本章小结

第3章 硬件电路设计

3.1 主控模块设计

3.2光强检测模块设计

3.3 无线通信模块设计

3.4 LCD液晶

3.5 LED驱动模块设计

3.6 本章小结

第4章 软件设计与控制策略

4.1 主程序模块

4.2 调光方式

4.3 系统模块通信

4.4 LED调光系统模型

4.5 控制策略

4.6 本章小结

第5章 实验测试及分析

5.1 系统仿真与分析

5.2 硬件调试

5.3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢