【摘要】：隨著光的非視覺(jué)生物效應(yīng)研究的深入,光環(huán)境已和人類(lèi)健康緊密聯(lián)系在一起。基于目前光的非視覺(jué)生物效應(yīng)和光照度檢測(cè)的研究,本文設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了一款視覺(jué)與非視覺(jué)照度計(jì),在滿(mǎn)足以往視覺(jué)照度檢測(cè)的功能上,增加非視覺(jué)光照度檢測(cè)功能,并可用于直觀評(píng)價(jià)光環(huán)境的非視覺(jué)光含量,即分析光環(huán)境的健康性。本文的研究?jī)?nèi)容包括視覺(jué)與非視覺(jué)照度計(jì)的軟、硬件設(shè)計(jì)、藍(lán)牙串口App設(shè)計(jì)和照度計(jì)檢測(cè)分析四部分。(1)照度計(jì)硬件設(shè)計(jì):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(pán)組成的人機(jī)交互模塊、藍(lán)牙模塊、芯片數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、光強(qiáng)檢測(cè)模塊的硬件設(shè)計(jì)方案。照度計(jì)選用LXD44MQ硅光電池作為光電轉(zhuǎn)換器,視覺(jué)探測(cè)器和非視覺(jué)探測(cè)器分別采用QB21*LB9*LB16*LXD44MQ、QB21*LB9*LB16*QB5*LXD44MQ的設(shè)計(jì)方案。本文選用AD823AR運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)了6組弱信號(hào)前置放大電路,通過(guò)3路視覺(jué)與3路非視覺(jué)采樣電路實(shí)現(xiàn)量程轉(zhuǎn)換,這種方式能夠最大限度地保證信號(hào)的真實(shí)性。(2)照度計(jì)軟件設(shè)計(jì):本文借助MPLAB X IDE集成開(kāi)發(fā)平臺(tái),采用C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言,通過(guò)模塊化程序設(shè)計(jì)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(dòng)設(shè)計(jì)。(3)藍(lán)牙串口App設(shè)計(jì):基于Android studio開(kāi)發(fā)平臺(tái),本文采用Java編程語(yǔ)言設(shè)計(jì)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(chǔ)存、界面UI設(shè)計(jì)。(4)照度計(jì)檢測(cè)分析:本文提出了一種以燭光作為參照的非視覺(jué)校準(zhǔn)方法,通過(guò)分析了視覺(jué)與非視覺(jué)照度計(jì)的檢測(cè)效果,得出結(jié)論:此照度計(jì)視覺(jué)檢測(cè)誤差不超過(guò)±5%,換檔誤差不超過(guò)±5%,非視覺(jué)占比誤差不超過(guò)±10%,此功能基本可用于光源非視覺(jué)含量的檢測(cè)。
【圖文】：

圖 1.1 人眼與大腦的視覺(jué)通道及非視覺(jué)通道示意圖GCs 的發(fā)現(xiàn)引發(fā)了光的非視覺(jué)生物效應(yīng)的研究熱潮，光的非視可見(jiàn)光中的藍(lán)光成分通過(guò)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(jué)度和生物鐘[2-3]。物鐘是人體內(nèi)部的計(jì)時(shí)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(jué)性等，如：季節(jié)變化、異地時(shí)差等現(xiàn)象而導(dǎo)致失調(diào)都可以通過(guò)內(nèi)部生物鐘來(lái)調(diào)節(jié)。2017 年諾貝爾生理學(xué)獎(jiǎng)美

圖 1.2 人眼明視覺(jué)、暗視覺(jué)、非視覺(jué)生物效應(yīng)曲線(xiàn)對(duì)非視覺(jué)生物效應(yīng)的研究以美國(guó)、日本、德國(guó)等國(guó)家為主，這些國(guó)家投重點(diǎn)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(zhǎng)、光譜等對(duì)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(zhǎng)波長(zhǎng)容易引起體溫、心率等生理特征發(fā)生明顯變化[37]。國(guó)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(duì)象，研少年、大學(xué)生等人體產(chǎn)生的非視覺(jué)生物效應(yīng)[38-42]。國(guó)內(nèi)對(duì)非視覺(jué)光生物效應(yīng)大多以高�；蜓芯克鶠橹�，，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(chǎng)所展開(kāi)過(guò)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(duì)非視覺(jué)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(duì)人體的影響[50]，同結(jié)合生物節(jié)律因子評(píng)價(jià)模型，從 LED 照度及光譜因素研究光對(duì)人體的心
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TN722.77;TP311.56;TP332

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本文編號(hào)：2589869