地铁智能照明控制系统的设计.docx

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1、1 百814*11. 2国内外研究现状32 .-j*zjJtij42.1车厢照明平面布_.122JsJ*V223Ji工C43智能照明新技术和方法73.1 照明的基本概,包、73. 11Sii1174. 1285. 1.386. 14旦白/97. 1.5照度均匀度103.2 照明灯具的结构与供电113.3 智能照明的控制技术1533.1照度自动调技术153. 3.2情景模式控制技术164. 3.3人流识别控制技术175. 1照明控制系统功能分析14.3液晶显示模块的选择24.4ad转化器的选择34.5总体方案及框图35系统硬件电路设计55.1品各,*V55.1.1单片机电路51. 1.2晶振电路

2、设计65. 1.3复位电路设计76. 1.4液晶显示电路设计77. 1.5AD转化电路设计88. 1.6按键电路设Vf96系统软件程序设计96.1 主程序设计96.2 子程序设计116. 2.1显不模块117系统测试与分析127. 1照明状态变化127.1.1初始状态121.12照明状态7.1.3特殊照明状态7.2结果分析131315.错误!未定义书签。,口至攵参文献地铁智能照明控制系统的设计摘要：“资源节约型、环境友好型”号列车的出现，标志着一种新的、有效的解决方案的出现，这种方案不仅能够有效地提升城市的环境，还能够极大地减少污染，提高生活品质，同时也能够促进城市的绿色建设，从而促进当今社会

3、的可持续发展。随着技术的发展，汽车的灯光系统已经成为汽车行驶的关键组成部分。通过加强对灯光系统的智能化设计和应用，不仅有助于节约汽油和燃料，还有助于改善驾驶者的驾驶感受和舒适度。在这篇文章中，我们将深入探索如何在一个特定的城市中使用智能照明技术。我们将使用一个光电集成传感器来监测车厢内部的温度，并将其与标准温差进行比较，这样我们才可以调整照明灯具的亮度，并最终实现节约用水。在这篇文章中，我们会深入探讨汽车内部的智能灯光系统的设计流程，包括方案的挑选、硬件的构建、软件的开发、模拟和评估。我们会根据模拟的结果，确定该灯光系统是否符合需求。关键词：地铁车辆；车内智能照明；LEDABSTRACT：Th

4、erapidgrowthofindustrialcivilizationandthecontinualenhancementofsocialproductivityhaveenabledremarkableeconomicprogress,yetthishascomeatagreatexpensetoresourcesandtheenvironment.Asrailtransitconfrontstheever-increasingresourcedifficulty,itisbecomingincreasinglypopulartocreateresource-savingandenviro

5、nment-friendly0railtransitVehiclesJntelligentdesignandpopularizationcanbevigorouslypromotedbyinteriorlighting,asignificantfactorinvehicleenergyconsumption.Theutilizationrateofresourcescanbeincreased,energyconsumptionofvehiclesreduced,andpassengersrideexperienceandcomfortenhanced;allofthiscanbeachiev

6、edthroughthis.In-depth,thispaperdelvesintothedesignandexecutionofanintelligentlightingsystem.Thephotoelectricintegratedsensorofasuburbanmetrovehicleproject,forinstance,canacquirereal-timeilluminationthroughpaper,thencompareittothestandardvalueandoutputaPWMmodulationwaveformtocontrolthelightinglamppo

7、werswitch.Thiswillallowfortheadjustmentofthelightinglampbrightness,maintaintheguestindoorilluminationconstant,andultimatelyachievethegoalofenergysavings.Thedesignoftheintelligentlightingsysteminthecarisbrokendownintofoursections:demandanalysis,systemdesign,structuraldesign,andsimulationcalculation.A

8、fteratesttoverifyopticalparametersofilluminationanduniformity,itisdeterminedthattheintelligentlightingsystemfulfillstherequirements.Keywords：subwayvehicle；Intelligentlightinginthecar；LED1 HJs1.1 背景与意义由于工业的快速进步，社会的经济实力日益增强，人们的生活质量和生活习惯也在持续改善。过去十几年来，随着世界经济的飞速增长，中国紧紧把握这一历史性的机会，并取得了巨大的进步。中国已进入一个全新的发展阶段，

9、其经济实力、技术创新以及可持续发展等方面都有显著进步，但同时也伴随着极其昂贵的财政投入、土地开发、生态破坏等问题。目前中国的能源消耗主要集中在不可再生资源，根据中国统计年鉴数据，2015年，中国能源消耗总量为430000万吨标准煤，其中煤炭、石油、天然气消耗占比就达88%0这些不可再生资源的使用不仅会造成今后面临资源短缺的困境,同时也带来大量的污染源，使得环境污染问题日益突出严重。为了改善我们的生活质量，保护我们的家园，我们必须采取措施来减少对自然的破坏。中国已经开始大规模地采取措施来改善我们的生活质量，并且一直致力于通过各种方式来实现对环境的保护。2011年以来，中国已经对处理工业废弃物的方

10、面的投资超过七百亿元，占当年的总预算的0.46%从2011年到2015年，中国在环境保护方面的投入显著增加，如图17所示。工业污染治理投资（万元）12000000100OO(X)O800006000000:2013201420152 COOOOC.H20112012图1.1国工业污染治理总投资为了应对日益严峻的环境问题，如资源紧张、能源匮乏，实现可持续发展提出了要努力打造一个具有可持续发展特征的、以节约为基础的、以环保为重点的社会，并加快经济结构的优化，以达到低碳发展的目标。因此，坚持落实科学发展观，积极推进节能减排，已成为当务之急。近年来，由于城市轨道交通的发展，特别是城市地铁的发展，使得能

11、源的有效使用和污染物的降低变得更加明显,给人类的生活提供了巨大的便捷。但同时，由于城市地铁的发展，相应的能耗问题也受到了日益增长的关注。随着科技的发展，地铁系统的安全性和舒适性得到巨大的提升，因此，照明和空调等基础设备的安装和维护变得尤为关键。此外，随着科技的进步，地铁系统的安全性和舒适性也得到巨大的改善，使得乘客能够更加安心、舒适的乘坐。由于车厢内的空气和光线的消耗量往往会比乘坐者的实际需求更高，因此，这种持续的能量消耗是一种常见的现象。随着技术的飞速发展，地铁车辆的照明已被认定是三大能源消费（动力、空调和照明）中的一个，引起了全社会的普遍关注。因此，研究和开发出具有较低能源消耗、可持续性、

12、安全性和可靠性的新型节能灯具，已被视为当今社会的必由之路。近年来，各界都致力于推动这条具有挑战性的技术革命，使其达到更高的水平。20世纪50年代，美国通用电子公司的伊曼在第二次世界大战之前，首次开创性地研制出了荧光灯，它的亮度比传统的白炽灯要强，而且节能性也极强，因此，它在当时的照明领域得到了大量的使用。1974年，荷兰飞利浦公司取得了一项突破，他们开创性地开发出三种颜色的荧光灯，这标志着荧光灯的历史进入一个新的阶段，而这一技术的进步，使得卤粉的价格大大降低，同时也提升了它的发光效率和热稳定性。三种不同的颜色的荧光粉被混合成三种不同的亮度,这种预先加温的阴极气体放射灯被称为三基色荧光灯。通过三

13、基色稀土荧光粉的混色，荧光灯可以实现在暖色光、暖白色光、冷色光三种范围内发光，基本满足各种照明场景的需要。由于稀土元素的独特结构，其能量水平极其多样，其能量跃迁和发光性能也十分出色，因此，三基色荧光灯的显示指数可以达到85%,而且可以使被照射的物体呈现出完美的色彩。而且三基色荧光灯寿命长达10000小时，比热光源灯具节能70%,光线柔和、无频闪，可使被照人员舒适、放松。因此三基色荧光灯就被广泛的应用到了包括地铁照明等在内的各种照明场景中。2008年，香港地铁（MTR）与四川九洲光电公司联合推出了LED技术，这标志着地铁车厢照明的一次重大突破，为深圳、重庆、北京、天津、广州、成都、西安、杭州、昆

14、明、苏州等地的地铁建设提供了LED照明解决方案，开启了一个崭新的时代。LED作为第四代照明技术的代表，拥有巨大的潜力，可望实现本世纪的可持续性。与传统的Ied技术，如荧光灯，led技术更加经济实惠，更易于操作，更耐用，更耐用。随着当前全球能源紧张局面的日益严峻，LED技术己经成为一种可持续的、高效的照明方式，得到全球社会的广泛关注。LED照明使用低压电源，单颗灯珠电压在1.9-4V之间，比使用高压电源更安全。相比于传统光源,LED照明的光效更高。LED光源的理论光效可达3701mw,实验室最高光效己达2541mw,而应用到地铁车辆照明的LED光效达1101mw,是目前为止地铁车辆照明中光效最高

15、的照明产品。同时LED是固态光源，耐冲击振动，其光通量在在寿命期内具有极高的稳定性，在工作50000h,LED的光衰为初始的百分之七十。LED灯具的启动时间为纳米级，启动响应快，且无频闪。LED发光纯，无杂光，发光波段可覆盖整个可见光部分。且LED不含汞等污染元素，不产生对人体有害的紫外线和红外线。LED光源作为一种高效节能，绿色环保，健康耐用的照明产品，运用在地铁车辆照明中，使其与其它传统照明灯具具有明显的优势。今天，在技术的飞跃之下，人类的日常生活受益匪浅，从最初的电子设备，到现在的智能手表，再到最近的无人驾驶汽车，以及最近的移动支付技术，都在不断地改变着人类的未来。由于科技的发展，照明控

16、制技术取得了巨大的进展，使得整个照明系统正式迈向一个更加先进的智慧时代。1.2国内外研究现状随着技术的进步，照明系统的应用范围越来越广泛，使得它们的功能变得更加复杂和丰富。因此，照明控制技术也必须不断发展和演进，才能满足日益增长的实际应用需求。随着计算机技术、网络技术、新一代总线技术以及自动化技术的不断进步，照明技术正在迅速迈入一个全新的智能时代。通过利用先进的计算机技术、无线通讯技术、扩频电力载波技术、智能信息处理系统以及节能电器控制技术，智能照明系统可以实现对照明设备的远程监控、控制和调节，从而提高照明系统的效率和安全性。随着技术进步，智能照明已经成为一种更加先进、更加环保、更加便捷、更加

17、实用、更加经济实惠的解决方案，它不仅仅是一种普通的灯具，而是一种更加先进、更加环保、更加实用的灯具。随着技术的不断发展，目前，智能照明已被广泛地应用于各个行业，包括教学、医学、交通、城市基础设施、景观规划、住宅和商业空间。图12智能照明的应用近年来，随着科技的发展，智能照明技术的广泛使用，尤其是在教育领域。它的出现，大大改善了传统的灯具的使用，使其成为一种更加有效的灯具，可以有效地改善教室内的空气质量，使学生们可以获取更加舒适的视觉体验，同时也有助于保证课堂的顺利进行。近年来，科学家们通过深入探索，揭示了光线对人类健康的重要作用。他们指出，长期处于一个灯光较暗的环境下，除了对眼睛的健康造成负面

18、影响外,灯光的颜色也可以改变个人的心态和身心状态。研究表明，适当的冷色调可以提高人的思维敏捷性，使其变得更加清晰，但是，若是长时间沉浸在这种环境之下，就会导致身心疲劳，精神恍惚。相比之下，柔软的暖色调能够让他们的精神状态达到平衡，让他们的身体感受到安宁与安全在当今社会,一种新的思想正在被探索，即利用智能技术来改善教室的空气质量，并且它不仅仅是一种按照室内的光线和课程要求来控制的灯具,它还具有自动变换亮暗的功能，从而有助于改善学生的学习条件，增强他们的学习兴趣，减轻他们的负担。近年来，由于传感器技术、卫星定位等前沿科学的进步，汽车的自适应智能照明已经成为一个热门话题。它既可以提供夜间行车的安全保

19、护，又可以有效地避免由于驾车者的操作失误而导致的视野盲点，从而提高驾乘者的驾驭体验。为了改善夜间行车的安全性，科学家们开发出一种新型的智能汽车照明，它可以根据实时的道路状态,采用多种传感器科技和卫星定位科技,并通过模糊控制技术,实现对道路状态的实时监测，进而根据实时的道路状态，对照明灯的光线和亮度进行精准的控制，使得司机可以获得更加清晰的视线，减少可怕的交通事件的发生。采用先进的高新技术，例如速度传感器、转向盘位置传感器和卫星位置，可以有效地检测到汽车正在经历的弯路，并且可以根据实际情况，精确地控制前照灯的亮度，以最小的光线覆盖到最窄的路段，有效地减少了驾驶者的视野盲点,保证了行车的安全性。2

20、地铁车内布局2.1 车厢照明平面布置地铁站的车厢里的路面上的路面灯一般采用双排排列的方式，即一排排的,一排排的，一排排的。双排排的路面灯能够给乘客们提供更加舒适的环境，而双排排的路面灯能够更好的适应乘客的需要,而双排排的路面灯能够更好的适应乘客的需要，而双排排的路面灯能够更好的适应乘客的需要，而双排排的路面灯能够更好的适应乘客的需要，而双排排的路面灯能够更好的适应乘客的需要，而双排排的路面灯能够更好的适应乘客的需要，通过采用散落布局，我们能够大大改善汽车的照明系统。它既能够适应汽车的光照需要，又能够节约空气，使汽车的外观更为美观。此外，它还能够有效地减少汽车的重量，并且能够更好地保证汽车的安全

21、。然而，由于汽车的外形比较复杂，所有的汽车灯都必须专门安排，使得汽车的安全系统变得更为困难。图2.1地铁车辆车内照明布置举例为了更好地实现安全、可靠的汽车内部空气净化，我们将汽车的照明设备按顺序安排，并且将其分散放置于汽车的左右两边，以保证汽车的安全性。详情请参考附件B。为了提高使用效率，我们在改进汽车照明系统时，特意增加300Omm和146Onlm两种不同的照明尺寸。3000mm照明系统使用“一灯两罩”的安装模式，一半由两个独立的电池组提供照明。这句话描述了两种常见的汽车配件，它们的尺寸各异。其中，300Omm的灯是相同的，并且能够相互替代。然而，两个1460mm的灯是完全独立的，因此必须通

22、过改变它们的连接方式来进行更新。此外，两个光感探测器被安装在汽车的两个侧面，它们的位置相差80OnIm到430mm在这个地方，由于没有任何障碍物，所以可以很容易地监控到整个车厢的亮度。此外，这样做还可以防止在行驶中，由于车厢之间的亮度差异导致的光学传感器的误差。通过多次尝试，我们发现这种设计方式非常适合监控整个车厢的亮度。为了确保智能照明系统的正确运行,我们将它的集成电源和调节光的控制装置安装在了二楼的电气柜内，这样既可以保证它的正常运行，也可以更加轻松地安装和配备。图2.2车厢照明布置图2.2 灯具结构设计这句话描述了一种特殊的照明系统，它由四个组成部分组成：照明器、照明器材、照明器材和照明

23、器材。这种系统使用了一个统一的电源，所以它没有需要额外的照明器材。它被紧紧地固定在汽车的前后盖子和底座的框架上，并且有一个圆柱状的照明器材来照亮整个系统。通过将灯光线穿过整个汽车，使得整个汽车呈现出一条连续的光线。图2.3照明灯具结构示意L灯体灯体被视为汽车照明系统的核心组成部分,它不仅负责承载和安装照明设施,还负责与汽车整个身躯紧密连接。因此，它必须拥有良好的抗压能力，能够承受汽车的载荷，一般由优质的铝合金制造，可有效降低汽车的质量。这个项目的照明系统使用了6063-TS铝合金制造。这种材料具有出色的塑性和适当的热处理强度，并且在焊接方面表现出色灯体被精心设计的长圆孔分别位于左右两侧，并且通

24、过螺栓将其固定在顶板骨架上，以确保灯具的稳固性和可靠性。2 .灯罩灯罩是一种有效的光源传播器，它能够将LED点光源转换成面光源，使得照明更加清晰，减少眩光，从而达到更好的照明效果在汽车灯罩的制作中，玻璃是最常用的材料，它的防火性能优于其他材料，但是PC材料更加耐用，它的可塑性更强，重量更轻，光线的传播效果更加灵活。目前，必达福和拜耳公司都能够提供高品质的PC灯罩，因此我们选择了这种材料进行挤压成型。灯罩采用卡扣式安装，可以轻松地进行维护和拆卸，而且它们之间还配备了金属安全绳，以确保灯罩不会因意外脱落而造成乘客的伤害。3 .发光元件LED光源板是一种高效的LED照明设备，它通过将大量LED颗粒贴

25、片到PCB板上来实现发光。采用PCB铝基板制造的LED灯具具备出色的散热、隔离、耐磨、耐腐蚀等特点，不仅可以显著减少灯具的温升，而且还具备更强的功耗、更稳定的可靠性，从而大大增强了灯具的耐久性。金属基覆铜板，也称为铝基板，因其五层结构而闻名。这五层包括：涂层、电子层、介电层、基板层以及保护层。涂层的目的在于阻止电子元件的焊接，并且可以降低LED的辐射。电子层使用电镀铜，通过电镀工艺生产电子元件，并将电子元件串并联。介电层则是金属基板的关键部件，负责连接电子元件，并维持电子元件的稳定性。铝基板的主要目的在于提供良好的隔离效果，同时也提供良好的导热效果。它的优良的热传导特性、良好的机械特性以及优异

26、的电学特性，都让它成为LED的理想选择。此外，它还拥有优异的抗腐蚀性，一般会选择Pl膜来提供良好的防水防晒效果。当LED处于运行状态，它所释放的能量会迅速被金属表面吸收，随即被转移至其他部位，以便有效地降低整个设备的温度。综合LED上述特性，本设计采用LED进行模拟仿真。油 Si(printinR ink)U JZ (Insulation level)铜箔Copper铝基thebasiclevel(AI)PIMPIlevel图2.4PCB铝基板结构示意2.3连接方式通常，LED照明系统的发射部件包括许多独立的LED元素。正确的LED安装方法会直观关联到系统的稳定性和寿命。所以，在实施LED安装

27、时，应该考虑到这些因素，以确保系统的高效运行。当前，LED的安装可以通过四种不同的形态实现：串联、并联、混合和网络化安装。a) LED串联通过LED串联，可以将电路中的各个LED颗粒按照一定的顺序连接起来，从而使得每个LED颗粒的工作电流保持一致，从而达到相同的亮度。这种LED的连接方法很容易，但它的缺陷在于，如果某颗LED出现问题，它会导致整颗LED都无法正常运行，从而降低了整体的可用性。图2.5LED简单串联连接为了提升电路的可靠性，一种新的改良型LED串联连接方式应运而生。采用的齐纳二极管具有较低的击穿电压，这样可以有效地阻止LED的过载，保证它们的正常发光。然而，当LED的故障时，齐纳

28、二极管将被触发，以便为其它LED提供可靠的输入。由于LED的并行齐纳二极管的存在，使得该类型的led串行电路必须添加更多的元器件，进一步加剧了其结构的复杂性，并且也提高了整台灯的制造和维护费用。图2.6LED带旁路齐纳二极管连接b) LED并联LED的并联使得它们的每一部分的功率可以得到最大化，而且它们的驱动电流可以根据需要进行调整，从而避免了单独使用时可能出现的LED。如果使用恒定的IedleeI,一旦有一个LED出现问题，另一个LED的输出会变得更强，这会导致另一个LED的过热，从而产生一个恶性的循环。所以，使用LED串联的连接方法的优势在于，电路结构简单，操作方便，而且驱动电压更低，更加

29、稳定，但会导致LED的分布不平衡，降低整体的亮度。图2.7LED并联连接c) LED混联LED混联技术可以将LED灯具的不同部分进行组装，从而提高灯具的性能。它可以将灯具的单个部分与其他部分进行组装，从而提高灯具的整体性能。这种技术可以满足不同的灯具的需求，例如，如果灯具需要单独运行，可以选择LED混联技术。由于LED的多种连接形式，不管是串联还是并联，它们的结构会变得更为复杂，从而导致更大的生产成本。而LED的混合使用，不仅能够解决电源的搭配难题，而且还能够大大提升电源的稳定性，从而使得LED电源的使用更为经济实惠。LED混联电流的均流问题至关重要，为了实现最佳的电流平衡，通常会通过精心设计

30、的电流分布图，将电流分布图与电阻分布图进行匹配，从而实现电流的有效分布，从而提升电流的平衡。图2.8LED混联连接3智能照明新技术和方法3.1 照明的基本概念3.1.1 1.1色温“色温”指的是一个物质的亮度和反射率,它通过测量物质的反射率来衡量。一个物质的反射率通常用K来衡量,它的反射率越高,反射率越大,反射率越小。反射率越大，反射率越小，反射率越大，反射率越小。色温作为衡量光源光谱质量的重要参数，TC可以反映其变化趋势。在黑体辐射的情况下，当温度上升时,其发出的光线会从红变为黄，然后又变回原来的样子，这样，当色温较高时，其发出的蓝光会更加丰富，而红光则会更加稀疏。一般的蜡烛的亮度可以达到1

31、930K,而鸨丝灯的亮度则可以达到更高的2760K-2900K,而日光荧光灯的亮度则更高,甚至可以达到更高的6000K0.图3-1展示了不同类型的光源的色温差异。图3.1日常光源的色温通常，我们将低于3000K的温度称为暖色调，而高于5000K的温度则被称为中间色调，而低于5000K的温度则被称为冷色调。这些温度差异会对人的身体和精神产生不同的影响。根据最新的研究，当光线较暗的地方，如果持续暴露在光线较暗的地方，可以使人的思考活跃，提高注意力，并且使人的行为更为理性。然而，如果光线较暗，则会使人的精神状态不佳，导致身体的不适。因此，在选择光线的颜色方面，应该选择柔和的暖色，以便使人的精神状态保

32、持平衡。表3.1常见照明场景的色温序号照明场景色温选择效果安静、严肃，又不失活泼，保护视力，培养1教室、图书馆等4500K-5000K2商场3500K-4500K自然、活泼、放心、舒适，引起购买欲望3会客室4000K-4500K便于宾主互动，沟通顺畅3000K40004餐厅K舒适、安稳，引起人食欲3.1.2光通量光通量是一种衡量光照强度的物理量，它可以用流明来表示，而且随着光照强度的增加，光通量也会发生变化由于辐射功率的变化，不同波长的光通量也会发生变化。根据多个国家的实验室的研究，当辐射功率为555nm时，人类对光的敏感性最强，其光谱光视效能最高，可达到戈二683Im/W。因此，555nm波

33、长的光的传播速率可以通过一个简单的公式来描述：)=KlJ(yV)(3-1)3.1.3 显色指数显色指数是一种衡量物体在不同光源下的色彩变化的指标,它反映了物体在不同光源下的色彩变化情况CR工(ColorRenditionTndex)是一种衡量光源显色性的重要指标，它可以准确地反映出物体在照射光源时的颜色变化，其最高值可达1000,可以说是目前评估光源显色性的一种有效方式。当一个物质的表面没有受到它自身的反射光的影响,它的表面将不再呈现原有的颜色，从而表示它的表面质量不佳。为了衡量一个物质的表面质量，我们可以使用显色指数来进行测量，它可以用来衡量一个物质的表面质量，并且可以用来评估一个物质的表面

34、质量。由于显色指数是一个关键的评估工具，它反映了一个光源的颜色恢复能力，它的值越大，说明这个光源的颜色恢复效率就越好，而且它的颜色恢复性能也更优秀。图3.2展示了显色指数与色彩还原。图3.2显色指数与色彩还原3.1.4 照度“照度”一词来源于对一个物体在一个特定区域中能够吸收的太阳辐射的能力。“E”一词代表“勒克斯”，“Ed/dS”的关系就是一个物体在一个特定区域中能够吸收的太阳辐射的能力。当一个物体暴露于一个平方米的光线中，如果其表面的亮度达到1流明，那么其表示的亮度就会达到1勒克斯。这个数值可以用来衡量一个物体的亮度，也可以用来衡量一个光源的效率。表3.2常见照明场景的照度值序号场所照度值

35、(Lx)1教室、实验室、办公室200-7502工厂流水线750-15003餐厅、洗手间150-3004商场室内陈列750-30005居家卧室、厕所70-150照亮效果取决于光源的亮度和反射率，因此，照亮效果(EaV)作为一个重要的指标，对于灯的亮度和反射率都至关重要。Eav的大小取决于灯的亮度和反射率，而且还取决于灯的反射率和反射率，因此，eav的大小应该根据灯的亮度和反射率来确定。=Z*CU*MFIS(3-2)在这句话里，n代表的是一组光源，小则指的是每组光源的总能量，而CU则指的是它们的可使用性，MF则指的是它们的可维持性，而s则指的是它们所覆盖的区域。然而，要想获得最佳的照亮效果，就必须

36、避免过分的强烈的日晒，因为这会导致身体的疲惫，以及对眼睛的刺激，从而影响视觉效果。在某些特定的环境下，调节照亮的强弱程度，能够让人们更加舒服，更加安心。然而，这种调节也必须兼顾环境的特性，才能达到最佳的视觉和心灵上的满足.。因此，在调节照亮强弱时,应该综合考量环境的特性,并且根据实际情况进行合理的调整,从而达到最佳的视觉和心灵上的满足。大多数场合车厢内的照度标准值为300-500(Lx)o本设计用400LX作为照度标准值。图3.3显示了色温、光照强度和照明舒适度之间的相互影响。3.1.5 照度均匀度照度均匀度是衡量物体表面光照强度的一个重要参数,它由物体表面的最低光照度和平均光照度之间的比值U

37、来决定，具体计算方法如下：/%(3-3)if的测量结果可以用来衡量一个物体的亮度和阴影程度，它可以用来评估物体在一个特定的区域的亮度和阴影程度。当if的测量结果达到1时，这意味着物体的亮度和阴影程度都较低，使得物体在一个较亮的区域更加安静。通常情况下，在需要良好光照条件的环境，例如学校、医院、工业生产线，光亮程度越好，人们会更加愉悦。然而，在需要良好光照条件下，例如花坛、广告牌、游泳池、餐厅、商店，光亮程度越低，人们会更加不快乐。因此，在这些环境下，衡量光亮程度并不重要。3.2 照明灯具的结构与供电照明设备通常包括四个基本单位：发射器、控制器、支架、外壳。它们共同为我们提供了亮度、颜色、功率等

38、信息。发光元件是照明灯具的关键组成部分,它们的选择和使用可以极大地影响灯具的性能和使用寿命。近年来，随着科技的进步和人们对照明的日益增长，发光元件的种类也在不断演变,从而使得照明灯具的性能和使用寿命得到了显著的改善。从1879年爱迪生首次提出的白炽灯开始，人类的照明技术不断演进，从普通的荧光灯到现在的气体放电灯。三个时代的发展。其中以荧光灯为代表的气体放电灯，自第二次世界大战后便广泛应用到了各个行业中。1974年荷兰飞利浦公司成功研制出三基色荧光灯，更是成为了荧光灯发展史上的一个重要里程碑。三基色荧光灯可以实现在暖色光、暖白色光、冷色光三种范围内发光，基本满足各种照明场景的需要，而且三基色荧光

39、灯寿命长达100OO小时，比热光源灯具节能70%,光线柔和、无频闪，可使被照人员舒适、放松。因此，在地铁车辆照明中，三基色荧光灯一直以来被作为发光元件的首选。20世纪90时代末期,第三代半导体GaN的诞生,掀起了光照科技的新浪潮，这也带来了固态照明技术的诞生。LED（太阳能电池板）成功地作为第四代照明技术,它不仅代替了传统的白炽灯和荧光灯,而且还成功地被应用在日常灯具中。LED灯具的核心部分LED光源板，通常采用P-N结构，包括P型半导体、N型半导体以及少量的载流子，这些半导体可以通过串行连接，也可以通过并行连接，形成一个完整的Ied灯具。当P型半导体受到外力作用时，其中的大部分电荷被转化为N

40、结，这种结构由P型半导体的多数电荷组成。当PN型半导体的两端受到外力作用时，N部分的电荷便转化为P部分的多数电荷，这些多数电荷最终被转化为P部分的空穴，并最终转化为P部分的光子，从而产生可见的光。LED芯片的发光原理可以通过它来解释。图3.4LED芯片发光机理2008年，香港地铁首次尝试使用LED作为照明技术，这种技术的优势显著：它的固体表面反射率极低，可以抵御地面的冲击和振荡，同时还可以提供更好的视觉质量，使乘客更加舒适。36年，LED技术的应用越来越普遍，成为当时最受欢迎的地铁照明技术。驱动电源是用来控制照明设备的能量来自于它的能量来源，并且它的使用寿命很长，但是也有一定的缺陷。通常，它们

41、会被划分成静态的或者运行的两种。L恒压驱动电源线性恒压源是一种用于测量电压的电子元件，它的工作原理是：将电压从一个固定的电路中转换到另一个电路中，并将转换的电压作为一个可以被测量的电压，这个电压可以被多个电路测量，并且可以被多个电路放大，从而达到恒压的目的。详情请看图2-5o线性恒压源具备优异的性能，其反馈迅捷、噪声极少、输出波形极其平滑，而且其输出压力远远低于输入压力，但同时也存在着较高的效率和较高的温升。(1)线性恒压源线性恒压源是一种用于测量电压的电子元件，它的工作原理是：将电压从一个固定的电路中转换到另一个电路中，并将转换的电压作为一个可以被测量的电压，这个电压可以被多个电路测量，并且

42、可以被多个电路放大，从而达到恒压的目的。详情请看图2-5o线性恒压源具备优异的性能，其反馈迅捷、噪声极少、输出波形极其平滑，而且其输出压力远远低于输入压力，但同时也存在着较高的效率和较高的温升。调英道参与电压图3.5线性恒压源原理(2)开光恒压源PWM脉宽调制芯片与开光管构成了开关恒压源的主要组成部分，它们通过调节导通与关闭的时间差来实现恒压输出，如图2-6中展示的那样。开光恒压源具备出色的性价比，它的功率更强，而且电源的功率更小，使得它更加可靠。目前，它已被认定为恒压驱动电源的首选，并且已被普遍地运用到电子、电脑、通讯等各个行业。图3.6开光恒压源原理2.恒流驱动电源电源驱动器可提供持续的电

43、流，并且可根据电阻值的不同来进行电流的调整。这种电源可以被设计来适配不同的环境，并且可以防止电阻过大。电源驱动器可以被设计来提供持续的电流，并且可以被设计来适配不同的环境。两种广泛使用的恒定电压来源如何。(1)常用简易恒流源采用两只具备良好性能的同型三极管,我们能够构筑出一种普遍适用的恒流源，其中be的电压保持一致，从而实现I=eRl的恒定输出。这种恒流源具备了操作方便、输出量大、价格实惠的优势，大大减少了产品的开发和运行费用。鉴（2）流出里于be电压的波动幅度很高，以及相似类别的三极管在性能上存在显著的差距,使得采用该技术来实现准确的恒定输出无法达到预期的效果。 *m图3.8运放恒流源驱动电

44、源是照明灯具的核心部件。LED照明灯的发光特点是：随着LED的两端电压的变化,它的驱动电流也会相应地变化,这会使得LED的可发光照明降低,使得LED的使用寿命降低。因此，在选用Ied的过程中，必须注意控制驱动器的输出，以保证Iecl的准确性和可靠性。目前，LED灯具的故障率达到了80%,这大部分都与LED芯片的5万小时的使用期有关。此外，由于LED的发射能力较弱，使得其发射效果受到限制，而目前的IedICd发射能力大多只有70%-90%。3.3智能照明的控制技术近年来，由于科学技术的飞跃，许多领域都取得了长足的进步。例如，电子学、网络、主动控制、感应器工艺、微电子技术都取得了巨大的成就。这些高新技术的融合使得照明技术得到了极大的提升，并且已经迈向了一个完整的智能化控制的阶段。在轨道交通中，将照明系统进行智能化改造，旨在三个方面：首先，它将极大地改善列车内部的照明设施，降低其维修费用；其次，它将大大降低能耗，降低其使用费用；最后，它将极大地提升车载设备的智能性，从而更好地适应当前市场的发展趋势。通过使用智能化技术，我们可以在不同的情况下，如外部环境的改变和某些特殊的规则，让汽车的照明系统可以自主地收集和处理数据。这些数据可以通过逻辑分析、推理和决策来得出最终的决策，然后将这些决策的结论转换成可用的格式，从而使汽车的运营更加高效和可靠。当前，智能照明控制技术可以根