CN107576391A - 一种蓝光检测系统 - Google Patents
一种蓝光检测系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107576391A CN107576391A CN201710981694.5A CN201710981694A CN107576391A CN 107576391 A CN107576391 A CN 107576391A CN 201710981694 A CN201710981694 A CN 201710981694A CN 107576391 A CN107576391 A CN 107576391A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- blue light
- processor
- threshold value
- ambient light
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims abstract description 21
- 230000006378 damage Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000036541 health Effects 0.000 claims abstract description 7
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 claims description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 210000001508 eye Anatomy 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 210000001525 retina Anatomy 0.000 description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 241001062009 Indigofera Species 0.000 description 2
- 230000003833 cell viability Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000008676 import Effects 0.000 description 2
- 239000005304 optical glass Substances 0.000 description 2
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 206010025421 Macule Diseases 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 210000005252 bulbus oculi Anatomy 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 210000000695 crystalline len Anatomy 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000005622 photoelectricity Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000002207 retinal effect Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003053 toxin Substances 0.000 description 1
- 231100000765 toxin Toxicity 0.000 description 1
Landscapes
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Abstract
本发明公开一种蓝光检测系统，属于光学检测领域。该系统包括环境光照强度的照度传感器、环境光色彩检测传感器、处理器、显示系统、警报系统和电源系统。处理器通过控制环境光照度的照度传感器和环境光色彩检测传感器，读取出当前环境光的光照度数值和环境中光色彩信息；处理器将读取的光色彩信息转换为蓝光在环境光中的比值，处理器通过对处理器内预存的蓝光健康阈值，比较当前蓝光阈值是否在蓝光阈值内；当当前蓝光阈值超过预存的蓝光阈值，处理器生成警报信号，避免环境光中蓝光对人眼的危害。
Description
技术领域
本发明涉及一种蓝光检测系统，尤其涉及一种对环境中的蓝光检测，并将检测的蓝光比值与处理器预存的蓝光阈值作比较，超过阈值时警报系统报警，避免环境中蓝光对人眼的危害。
背景技术
蓝光波长在400nm-500nm之间具有相对较高能量的射线，该波长内的蓝光会使眼睛内的黄斑区毒素增高，严重威胁到我们的眼底健康。根据研究显示，蓝光大量存在于电脑电视显示器、手机、数码产品显示屏、LED光，甚至是太阳光中，在我们身边无时不存在。
蓝光具有较强的能量，能够穿透晶状体直达视网膜，对我们的眼底以及视网膜黄斑区造成严重的伤害。极有可能导致白内障术后的眼底损伤、引发或加重视网膜黄斑区的疾病，严重的情况下甚至可能会导致失明。
在2014年，中国标准化研究院视觉健康实验室联合温州医科大学金子兵教授主导的视网膜再生医疗研究小组，针对蓝光对视网膜的损伤问题进行了专项细胞分子学实验。实验结果显示，蓝光峰值光谱在400-440纳米区间内，照度在500lx(勒克斯，是照度的单位）以内，持续照射两个小时以上，会出现细胞活力明显下降甚至失去活性，蓝光峰值光谱在460-500纳米区间内，照度超过1500lx以上，持续照射3个小时以上，才出现细胞活力下降和失去活力。
由于蓝光对人体的诸多的危害，因此，需要有一种实时监测蓝光危害的装置，本发明提出一种蓝光检测系统。目前市场上均是采用分光度仪来检测蓝光值，不仅设备昂贵、体积较大，而且不能够直观获得蓝光危害的程度，给用户带来使用上的不便，因而难以在市场上推广。
发明内容
为解决上述问题，本发明设计提出了一种可检测环境中蓝光照度是否符合健康标准的一种蓝光检测系统。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种蓝光检测系统，包括环境光照强度的照度传感器、环境光色彩检测传感器、处理器、显示系统、警报系统和电源系统。
处理器通过控制环境光照度的照度传感器和环境光色彩检测传感器，读取出当前环境光的光照度数值和环境中光色彩信息；处理器将读取的光色彩信息转换为蓝光在环境光中的比值，处理器通过对处理器内预存的蓝光健康阈值，比较当前蓝光阈值是否在蓝光阈值内；当当前蓝光阈值超过预存的蓝光阈值，处理器生成警报信号，避免环境光中蓝光对人眼的危害。
上述的环境光照度传感器型号为HNZD10CR，该传感器采用进口专用照度传感核心，光学玻璃窗口，铝合金壳体结构；具有结构坚固、密封性好、使用寿命长、测量精度高、稳定性好和抗干扰能力强等特点。
上述的环境光色彩信息传感可采集三维方向的光色彩信息，其芯片型号为TCS3200D。
上述的处理器采用Intel公司最新发布的Cyclone10芯片，并与Alterat公司的EPCS16配置芯片联合搭建了主动串行配置电路，采用JTAG端口进行数据下载，引出剩余的I/O管脚，以备后续开发应用。
上述的显示模块采用LCD12864显示屏，该显示屏显示出光照强度数值、三维空间中颜色光信息与蓝光的比值。
上述的警报系统由绿色LED灯和红色LED灯组成警报灯系统，和蜂鸣器组成音频警报系统共同组成警报系统。当环境蓝光超过阈值蓝光时，红色LED灯闪烁，蜂鸣器则发出警示音，在正常工作时绿色LED灯亮起。
上述的电源系统由锂电池和太阳能充电电路共同构成，可在室外持续性供电。
基于上述方案，本发明具有以下技术效果：处理器通过控制环境光照度的照度传感器和环境光色彩检测传感器，读取出当前环境光的光照度数值和环境中光色彩信息；处理器将读取的光色彩信息转换为蓝光在环境光中的比值，处理器通过对处理器内预存的蓝光健康阈值，比较当前蓝光阈值是否在蓝光阈值内；当当前蓝光阈值超过预存的蓝光阈值，处理器生成警报信号，避免环境光中蓝光对人眼的危害。
本发明的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细揭露。本发明最佳的实施方式或技术手段将结合附图来详尽表现，但并非是对本发明技术方案的限制。
附图说明
图1为本发明的所述了一种蓝光检测系统的原理图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围内。
一种蓝光检测系统，包括环境光照强度的照度传感器、环境光色彩检测传感器、处理器、显示系统、警报系统和电源系统。
处理器通过控制环境光照度的照度传感器和环境光色彩检测传感器，读取出当前环境光的光照度数值和环境中光色彩信息；处理器将读取的光色彩信息转换为蓝光在环境光中的比值，处理器通过对处理器内预存的蓝光健康阈值，比较当前蓝光阈值是否在蓝光阈值内；当当前蓝光阈值超过预存的蓝光阈值，处理器生成警报信号，避免环境光中蓝光对人眼的危害。
上述的环境光照度传感器型号为HNZD10CR，该传感器采用进口专用照度传感核心，光学玻璃窗口，铝合金壳体结构；具有结构坚固、密封性好、使用寿命长、测量精度高、稳定性好和抗干扰能力强等特点。
该传感器精度为±4%rdg+5dgts；线性度为±2%；量程为0~200000lx；波长响应范围390nm~780nm；输出信号为RS485（4-20mA）；输出值计算为Modbus-RTU协议；通讯协议Modbus-RTU协议，设备号：1；寄存器地址：值高16位00寄存器，值低16位01寄存器；通讯参数为9600，1，N；接线定义为红：电源＋；绿：GND；黄RS485A；蓝RS485B；功耗≤25mw@5V；工作电压DC4.5~13.2V；工作湿度0~100RH；工作温度-40~80℃；
上述的环境光色彩检测传感器选用TAOS公司推出TCS3200D传感器，该传感器具有可编程彩色光到频率的转换器，把可配置的硅光电二极管与电流频率转换器集成在一个单一的CMOS电路上，同时在一块芯片上集成了RGB三种滤光器，是业界第一个有数字兼容接口的RGB彩色传感器，不再需要A/D转换电路，因而使电路变得更简易。
该传感器采用8引脚的SOIC表面贴装式封装，在单一芯片上集成有64个光电二极管，这些光电二极管分为四种类型，其中16个二极管带有红色滤波器；16个二极管带有绿色滤波器；16个二极管带有蓝色滤波器；剩余16个不带有任何滤波器，这样可以透过全部的光信息。同时光电二极管在芯片内不按照顺序排列，采取交叉阵列的方式，这样能够减少不均匀照射，减少了颜色识别的难度；另一方面，颜色相同光电二极管是并联的，均匀的分布在芯片上，用来消除位置误差。该传感器的典型输出频率范围从2Hz－500kHz，通过可编程的两个引脚，根据需求选择不同颜色的滤波器，还可以通过两个可编程引脚来选用100％、20％或2％不同的输出比例因子，或电源关断模式，输出比例因子使传感器的输出能够适应不同的测量范围，提高了它的适应能力。
本发明中，TCS3200D颜色传感器输出的占空比为50%的不同频率的脉冲，所以用FPGA设计实现了频率计电路，对其记录到达I/O口的四组脉冲数。有两种方法来计算RGB三分量的值。第一种：控制红色的滤波器，让其定时器是以固定的时间，频率计开始工作，当定时器溢出时，提取计数器中的数值，得到红色计数值。按照上述操作可分别得到蓝色、绿色分量的数值，在通过白平衡调节，则可得到所测的待测颜色的RGB三刺激值。第二种方法：控制红色滤波器，让频率计工作，定时器同时开始计时，当频率计的数值达到255时，提取定时器中的时间，按照上述方法，可测得蓝色、绿色分量的时间，在通过白平衡调节因子，则可得到所测的待测颜色的RGB三刺激值。通过多次对比实验测试，得到第一种方法的偶然误差要小于第二种，所以本系统采用第一种方法计数。
得到环境光的RGB三刺激值，通过处理器的运算做出蓝光的比值；通过环境光强度传感器测得的光强度值与蓝光的比值与处理器中预存的蓝光阈值做比较，从而得出当前蓝光阈值是否超标。
以上所述，仅为本发明中的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内的局部修改或替换，都应涵盖在本发明的包含范围内。
Claims (7)
1.一种蓝光检测系统，用于检测环境中的蓝光比值，包括环境光照强度的照度传感器、环境光色彩检测传感器、处理器、显示系统、警报系统和电源系统；其特征在于：
处理器通过控制环境光照度的照度传感器和环境光色彩检测传感器，读取出当前环境光的光照度数值和环境中光色彩信息；处理器将读取的光色彩信息转换为蓝光在环境光中的比值，处理器通过对处理器内预存的蓝光健康阈值，比较当前蓝光阈值是否在蓝光阈值内；当当前蓝光阈值超过预存的蓝光阈值，处理器生成警报信号，避免环境光中蓝光对人眼的危害。
2.如权利要求1所述的一种蓝光检测系统，其特征在于：所述的环境光照度传感器为HNZD10CR。
3.如权利要求1所述的一种蓝光检测系统，其特征在于：所述的环境光色彩信息传感可采集三维方向的光色彩信息，其芯片型号为TCS3200D。
4.如权利要求1所述的一种蓝光检测系统，其特征在于：所述的处理器采用Intel公司最新发布的Cyclone10芯片，并与Alterat公司的EPCS16配置芯片联合搭建了主动串行配置电路，采用JTAG端口进行数据下载，引出剩余的I/O管脚，以备后续开发应用。
5.如权利要求1所述的一种蓝光检测系统，其特征在于：所述的显示模块采用LCD12864显示屏，该显示屏显示出光照强度数值、三维空间中颜色光信息与蓝光的比值。
6.如权利要求1所述的一种蓝光检测系统，其特征在于：所述的警报系统由绿色LED灯和红色LED灯组成警报灯系统，和蜂鸣器组成音频警报系统共同组成警报系统；当环境蓝光超过阈值蓝光时，红色LED灯闪烁，蜂鸣器则发出警示音，在正常工作时绿色LED灯亮起。
7.如权利要求1所述的一种蓝光检测系统，其特征在于：所述的电源系统由锂电池和太阳能充电电路共同构成，可在室外持续性供电。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710981694.5A CN107576391A (zh) | 2017-10-20 | 2017-10-20 | 一种蓝光检测系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710981694.5A CN107576391A (zh) | 2017-10-20 | 2017-10-20 | 一种蓝光检测系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107576391A true CN107576391A (zh) | 2018-01-12 |
Family
ID=61036742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710981694.5A Pending CN107576391A (zh) | 2017-10-20 | 2017-10-20 | 一种蓝光检测系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107576391A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110116412A (zh) * | 2019-06-14 | 2019-08-13 | 深圳沸石科技股份有限公司 | 隐形侦查机器人及隐身方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060146330A1 (en) * | 2005-01-04 | 2006-07-06 | Selvan Maniam | Color measurements of ambient light |
| US20120050307A1 (en) * | 2010-09-01 | 2012-03-01 | Apple Inc. | Ambient light sensing technique |
| CN106525230A (zh) * | 2016-09-28 | 2017-03-22 | 普天智能照明研究院有限公司 | 带蓝光检测的便携式照度检测仪及蓝光检测方法 |
| CN107167243A (zh) * | 2017-07-05 | 2017-09-15 | 哈尔滨理工大学 | 一种基于tcs3200d的四通道颜色识别系统 |
| CN207317934U (zh) * | 2017-10-20 | 2018-05-04 | 哈尔滨理工大学 | 一种蓝光检测系统 |
-
2017
- 2017-10-20 CN CN201710981694.5A patent/CN107576391A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060146330A1 (en) * | 2005-01-04 | 2006-07-06 | Selvan Maniam | Color measurements of ambient light |
| US20120050307A1 (en) * | 2010-09-01 | 2012-03-01 | Apple Inc. | Ambient light sensing technique |
| CN106525230A (zh) * | 2016-09-28 | 2017-03-22 | 普天智能照明研究院有限公司 | 带蓝光检测的便携式照度检测仪及蓝光检测方法 |
| CN107167243A (zh) * | 2017-07-05 | 2017-09-15 | 哈尔滨理工大学 | 一种基于tcs3200d的四通道颜色识别系统 |
| CN207317934U (zh) * | 2017-10-20 | 2018-05-04 | 哈尔滨理工大学 | 一种蓝光检测系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 张松灿等: "高分辨率颜色传感器TCS230的原理和应用", 单片机与嵌入式系统应用, no. 03, 1 March 2005 (2005-03-01), pages 44 - 46 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110116412A (zh) * | 2019-06-14 | 2019-08-13 | 深圳沸石科技股份有限公司 | 隐形侦查机器人及隐身方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20220214218A1 (en) | Hyperspectral image measurement device and calibration method thereof, camera module and device for diagnosing skin and skin image processing method | |
| CN207317934U (zh) | 一种蓝光检测系统 | |
| CN203647348U (zh) | 一种血氧饱和度检测仪 | |
| CN109253798A (zh) | 一种发光感测装置及其制作方法 | |
| CN203399339U (zh) | 植物补光灯的新型调控系统设计 | |
| CN206699694U (zh) | 一种可调节亮度的智能化妆镜 | |
| CN107576391A (zh) | 一种蓝光检测系统 | |
| CN106525230A (zh) | 带蓝光检测的便携式照度检测仪及蓝光检测方法 | |
| CN106840390A (zh) | 一种光辐射对人眼损伤的监测方法及装置 | |
| CN207024051U (zh) | 一种基于多健康参数监测的可穿戴智能运动腕带 | |
| CN215305855U (zh) | 一种心率监测装置 | |
| CN107870036A (zh) | 穿戴式视觉与非视觉光线记录仪 | |
| CN107167243A (zh) | 一种基于tcs3200d的四通道颜色识别系统 | |
| CN104390765B (zh) | 手持式蓝光滤出检测器及检测方法 | |
| CN206670794U (zh) | 带蓝光检测的照度仪 | |
| CN209878134U (zh) | 一种简易蓝光检测装置 | |
| CN112926830A (zh) | 一种可实时监控的中药煎剂存储人工智能质量监测系统及控制方法 | |
| CN204191758U (zh) | 一种辅助色盲患者辨色的智能手环 | |
| CN207996200U (zh) | 一种婴幼儿体表生理参数检测仪 | |
| CN205339294U (zh) | 一种印刷电路板以及具有健康监测作用的登山护目镜 | |
| CN206132216U (zh) | 光强测试仪 | |
| CN104337137B (zh) | 一种辅助色盲患者辨色的智能手环及辨色方法 | |
| CN111853576A (zh) | 一种可检测调节学习者学习状态的智能台灯 | |
| CN206147901U (zh) | 一种用于发电厂变压器的监控装置 | |
| CN206132117U (zh) | 温湿度检测装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |