【摘要】：隨著光的非視覺生物效應(yīng)研究的深入,光環(huán)境已和人類健康緊密聯(lián)系在一起。基于目前光的非視覺生物效應(yīng)和光照度檢測的研究,本文設(shè)計并開發(fā)了一款視覺與非視覺照度計,在滿足以往視覺照度檢測的功能上,增加非視覺光照度檢測功能,并可用于直觀評價光環(huán)境的非視覺光含量,即分析光環(huán)境的健康性。本文的研究內(nèi)容包括視覺與非視覺照度計的軟、硬件設(shè)計、藍(lán)牙串口App設(shè)計和照度計檢測分析四部分。(1)照度計硬件設(shè)計:本文采用以Microchip 8位微處理器PIC16F1787作為核心單元,搭配彩色顯示和鍵盤組成的人機(jī)交互模塊、藍(lán)牙模塊、芯片數(shù)據(jù)存儲模塊、光強(qiáng)檢測模塊的硬件設(shè)計方案。照度計選用LXD44MQ硅光電池作為光電轉(zhuǎn)換器,視覺探測器和非視覺探測器分別采用QB21*LB9*LB16*LXD44MQ、QB21*LB9*LB16*QB5*LXD44MQ的設(shè)計方案。本文選用AD823AR運(yùn)算放大器設(shè)計了6組弱信號前置放大電路,通過3路視覺與3路非視覺采樣電路實現(xiàn)量程轉(zhuǎn)換,這種方式能夠最大限度地保證信號的真實性。(2)照度計軟件設(shè)計:本文借助MPLAB X IDE集成開發(fā)平臺,采用C語言和匯編語言,通過模塊化程序設(shè)計方式,完成了ADC采樣、藍(lán)牙通訊、LCD顯示等模塊單元的驅(qū)動設(shè)計。(3)藍(lán)牙串口App設(shè)計:基于Android studio開發(fā)平臺,本文采用Java編程語言設(shè)計了一款藍(lán)牙串口App,主要內(nèi)容包括:藍(lán)牙設(shè)備連接、數(shù)據(jù)接收和顯示、數(shù)據(jù)儲存、界面UI設(shè)計。(4)照度計檢測分析:本文提出了一種以燭光作為參照的非視覺校準(zhǔn)方法,通過分析了視覺與非視覺照度計的檢測效果,得出結(jié)論:此照度計視覺檢測誤差不超過±5%,換檔誤差不超過±5%,非視覺占比誤差不超過±10%,此功能基本可用于光源非視覺含量的檢測。
【圖文】：

圖 1.1 人眼與大腦的視覺通道及非視覺通道示意圖GCs 的發(fā)現(xiàn)引發(fā)了光的非視覺生物效應(yīng)的研究熱潮，光的非視可見光中的藍(lán)光成分通過抑制松果體分泌褪黑素、刺激腎上腺分而調(diào)節(jié)人體生理節(jié)律、警覺度和生物鐘[2-3]。物鐘是人體內(nèi)部的計時系統(tǒng)，具有調(diào)節(jié)人體激素以及生理行為的情緒、困乏和警覺性等，如：季節(jié)變化、異地時差等現(xiàn)象而導(dǎo)致失調(diào)都可以通過內(nèi)部生物鐘來調(diào)節(jié)。2017 年諾貝爾生理學(xué)獎美

圖 1.2 人眼明視覺、暗視覺、非視覺生物效應(yīng)曲線對非視覺生物效應(yīng)的研究以美國、日本、德國等國家為主，這些國家投重點是關(guān)于臨床醫(yī)學(xué)上光與人體健康之間的關(guān)系。利用某種特定的光病進(jìn)行治療，如季節(jié)性情感障礙（seasonalaffectivedisorder，SAD)[30-32少學(xué)者研究光源性質(zhì)包括：色溫、波長、光譜等對人體光生物效應(yīng)的影響的光源引褪黑素、心率等變化[34-36]，如：Van Bommel 研究發(fā)現(xiàn)人采用作為光源較長波長容易引起體溫、心率等生理特征發(fā)生明顯變化[37]。國員也將手機(jī)、電腦和平板等電子產(chǎn)品中的 LED 光源作為研究對象，研少年、大學(xué)生等人體產(chǎn)生的非視覺生物效應(yīng)[38-42]。國內(nèi)對非視覺光生物效應(yīng)大多以高校或研究所為主，，主要側(cè)重研究 LE體生理健康及學(xué)習(xí)效率等影響。如重慶大學(xué)陳仲林等就道路、隧道、室環(huán)境等場所展開過多方面的研究[43-46]。復(fù)旦大學(xué)居家奇、姚其、林燕丹同光源、照度、色溫、低照度彩燈等對非視覺的影響及照明的光生物效[47-49]。華南理工大學(xué)研究 LED 在不同調(diào)光方式下對人體的影響[50]，同結(jié)合生物節(jié)律因子評價模型，從 LED 照度及光譜因素研究光對人體的心
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN722.77;TP311.56;TP332

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本文編號：2589869