CN207317934U - 一种蓝光检测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型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
本实用新型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，本实用新型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，本实用新型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，本实用新型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，本实用新型具有以下技术效果：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。
本实用新型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。本实用新型最佳的实施方式或技术手段将结合附图来详尽表现，但并非是对本实用新型技术方案的限制。
附图说明
图1为本实用新型的所述了一种蓝光检测系统的原理图。
具体实施方式
下面结合本实用新型实施例的附图对本实用新型实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本实用新型的优选实施例，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，都属于本实用新型的保护范围内。
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。
本实用新型中，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，仅为本实用新型中的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的技术范围内的局部修改或替换，都应涵盖在本实用新型的包含范围内。
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。
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| CN201721354008.3U CN207317934U (zh) | 2017-10-20 | 2017-10-20 | 一种蓝光检测系统 |
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Publications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107576391A (zh) * | 2017-10-20 | 2018-01-12 | 哈尔滨理工大学 | 一种蓝光检测系统 |
| CN114018401A (zh) * | 2021-11-03 | 2022-02-08 | 惠仁康宁(苏州)健康科技有限公司 | 显示器蓝光辐射安全评测与护眼显示多参数智能调控芯片 |
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2017
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