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人体感应技术范文1
摘要目的：评价酶联免疫吸附试验（ELISA）和环介导等温扩增方法（loop-mediated isothermal amplification，LAMP）在检测妊娠期女性沙眼衣原体（Chlamydiae trachomatis，Ct）感染中的应用价值。方法：根据Genebank公布的Cpn基因序列设计6条LAMP引物（2条内引物，2条外引物，2条环引物），优化并建立LAMP检测体系。收治Ct感染患者80例，进行LAMP法检测Ct DNA，同时用ELISA检测Ct特异性脂多糖抗原。结果：80例患者中，ELISA检测出阳性46例（57.5%），而LAMP检测出阳性56例（70.0%），两者比较差异无统计学意义（P>0.05）。80例患者中有51例服用过大环内酯类抗生素，ELISA检测出阳性26例（50.9%），而LAMP检测出39例（76.5%），两者比较差异有统计学意义（P
关键词沙眼衣原体；环介导等温扩增技术；泌尿生殖道感染
Application of loop mediated isothermal amplification technology in the detection of women chlamydiae trachomatis infection during pregnancy
Liu Wei1，Liu Liangzhuan1，Wang Huali1，He Lu2
Pathogenic Biology Research Institute of Nanhua University（Hengyang City，Hunan），4210011
The First Hospital Affiliated to Nanhua University（Hengyang City，Hunan），4210012
AbstractObjective：To evaluate the application value of enzyme linked immunosorbent assay（ELISA） and loop mediated isothermal amplification（LAMP） in the detection of women chlamydiae trachomatis（Ct） infection during pregnancy.Methods：6 LAMP primers（2 inner primers，2 outer primers，2 loop primers） were designed according to the sequence of Cpn gene published by Genebank.LAMP detection system was optimized and established.80 cases with Ct were selected.Ct DNA was detected by LAMP. Ct specific fat polysaccharide antigen was detected by ELISA.Results：In 80 cases，ELISA detected that 46 cases（57.5%） were positive，while LAMP detected that 56 cases（70%） were positive，and there was no statistical significance（P>0.05）.In 80 cases，51 cases were treated with macrolide antibiotics；ELISA detected that 26 cases（50.9%） were positive，while LAMP detected that 39 cases（76.5%） were positive，and there was statistical significance（P
Key wordsChlamydiae trachomatis；Loop mediated isothermal amplification technology；Urinogenital infection
环介导等温扩增法（loop-mediated isothermal amplification，LAMP）是一种敏感、特异、方便快捷的核酸扩增技术[1]。因其无需特殊设备，且具有PCR类似的灵敏度和特异性，日益受到临床重视[2]。沙眼衣原体（Chlamydiae trachomatis，Ct）是一类严格细胞内寄生的病原体，不仅可以引起沙眼，还与人类各种泌尿生殖道疾病相关，如非淋菌性尿道炎、阴道炎、宫颈炎、子宫内膜炎等[3]；Ct还可通过母婴传染引起胎膜早破、早产、新生儿死亡等[4]。Ct感染初期无症状或症状较轻，常易被忽视而导致严重的并发症。本研究通过对比LAMP和酶联免疫吸附试验（ELISA）在检测妊娠期女性沙眼衣原体感染情况，分析LAMP在检测沙眼衣原体感染中的临床应用价值。
资料与方法
2010年1月-2012年1月收治沙眼衣原体感染患者80例，年龄25～39岁，平均（29±4.2）岁。所有患者均有不同程度的泌尿生殖道感染的临床症状，并且排除其他细菌感染性疾病。
标本采集：先用无菌棉签拭去宫颈口周围的黏液及分泌物，将消毒的无菌棉拭子伸入宫颈口内2～4 cm，轻轻转动拭子，并停留10秒，退出拭子时，避免与阴道壁接触，拭子分别用于ELISA法和LAMP法检测。
检测方法：①ELISA：ELISA检测试剂盒为Trinity公司产品（Micro TrakⅡ，Trinity Biotech，Bray，Ireland），实验严格按照说明书操作：将处理好的样本加入96孔板中，96孔板中已包被有抗Ct脂多糖抗原（LPS）的兔抗体，如果样本中含有Ct的LPS，则形成抗原抗体复合物；再加入酶标抗体，底物显色，在450 nm下测定吸光度，参考波长为630 nm。②LAMP：根据GenBank提供的Cpn基因序列设计2条外引物、2条内引物和2条环结合引物（因涉及专利问题，序列无法列出）。反应体系包括1μL上述3种引物，1.5μL20×buffer，2.5μLMgCl2，1.25μL dNTP（10mmol/L），5μL 5×Betaine，Bst多聚酶0.5μL，模板0.5μL，RNA酶0.5μL。反应条件65℃，45 min，结束后用2%琼脂糖凝胶电泳，若出现LAMP特征性梯状条带者为阳性。
统计学分析：采用SPSS 13.0软件对数据进行统计学处理，并采用χ2检验。检验水准α=0.05。
结果
妊娠期女性泌尿生殖道Ct检出情况：80例患者分别采用ELISA和LAMP对Ct脂多糖抗原或DNA分别进行检测，ELISA可检测出46例阳性，阳性率57.5%，而LAMP可检测出Ct阳性患者56例，阳性率70.0%，经统计学分析，χ2=2.705，P>0.05差异无统计学意义。见表1。
服用抗生素对ELISA和LAMP检测Ct的影响：80例患者在进入我院治疗前，有51例曾有抗生素服用史，这些患者分别经ELISA和LAMP检测，结果显示，ELISA检测出26例阳性，检出率50.9%，而LAMP检测出阳性39例，检出率达76.5%，经统计学分析χ2=7.168，P
讨论
沙眼衣原体是一类严格细胞内寄生的病原体，也是公认难分离培养的微生物之一。目前，在泌尿生殖道Ct感染的检测方法中，细胞培养法检测Ct的敏感性、特异性、阳性预期值和阴性预期值等指标均较可靠且重现性好，被视为Ct检测方法的“金标准”[5]。但是，对技术人员的操作要求高，且培养基的配制复杂繁琐，因此，未能在国内医院推广应用。
本试验通过LAMP技术建立的Ct检测方法，它能在等温条件下高效地扩增DNA，与PCR相比，LAMP受到无关DNA的影响较小[6]。在1个周期为45分钟的LAMP反应体系中，Ct只需要达到6个拷贝的浓度就可被LAMP检出。此外，由于LAMP是在等温条件下持续进行的扩增反应，因此温度变化导致的损耗较小，这决定了LAMP效率高的特性。通常情况下，LAMP可在60分钟内将目的基因扩增109倍以上。本研究结果显示，和目前临床常用的ELISA相比，LAMP具有较高的检出率，但本研究显示两者并无统计学意义，因此，在后续研究当中还需要进一步增加样本含量加以分析。
在本研究所纳入的患儿当中，有51位患者入院前曾服用过大环类脂类等抗生素治疗。而对于这些患者，ELISA仅检测出26例阳性，而LAMP可检测出39例，两者差异具有统计学意义。这表明ELISA与LAMP相比，虽然总体上对Ct的检出率并无统计学差异，但对于已使用过抗生素的患者来说，LAMP显示出较高的敏感性。
综上所述，本研究采用LAMP检测妊娠期女性泌尿生殖道感染，由于其操作简单、模板需求量少等优点，有望成为核酸扩增的重要方法。随着LAMP技术的不断完善和改进，LAMP技术将在病原体诊断方面有更广阔的应用前景。
参考文献
[1]马艳平，刘振兴，郝乐，等.环介导等温扩增技术的研究进展[J].河北科技师范学院学报，2011，（1）：77-80.
[2]刘宝山，潘树德，陈博，等.环介导等温扩增技术的改进和发展[J].畜牧与兽医，2009，41（7）：98-101.
[3]张娟娟，卢次勇，冯铁建.泌尿生殖道沙眼衣原体分子流行病学研究进展[J].中国艾滋病性病，2011，（4）：490-494.
[4]陈慧，连石.沙眼衣原体感染与不孕不育的关系[J].中国计划生育学杂志，2011，19（1）： 55-57.
人体感应技术范文2
[关键词]PMD技术；红外线技术；大货车；盲区监控系统；盲区范围；交通安全
中图分类号：U412.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）06-0364-01
1.研究背景
驾驶员位于驾驶座位置，在货车左侧，右转时其视线被车体遮挡或受反光镜角度限制，总是存在不能直接观察到的区域，称为右转弯盲区。大型货车由于体积大、轴距长、反光镜显示角度范围有限，盲区范围比轿车更大，在右转弯时容易发生行人被卷入车底造成伤亡的交通事故[1]。
PMD技术由德国PMD Technologies公司研发，本系统中其工作原理是：利用红外线测距仪向车辆前方照射红外线， 根据反射波的时间差来获取物体的三维信息。通过使用这种摄像元件，用一个摄像元件就可以获得物体的图像和距离。本系统在红外测距仪中运用了该PMD摄像元件，通过报警可以起到预防碰撞、检测行人的作用[2]。
2.设计系统运行过程
货车右转弯时的状态如图1所示，图中虚线为右转弯时的两侧轮胎运行轨迹。车辆转弯感应开关和红外人体感应开关实时检测车辆状态及车外行人与右反光镜的距离，并将检测信号传输至控制器。若处于右转弯状态且a（a=7）米范围内有行人，则启动红外测距仪测量行人与红外测距仪的距离s，再采集距离s与内置的报警距离值h（h=4）比较，s≤h时，控制报警器报警，同时PMD相机采集图像信息。控制器接收到的距离s数值和PMD相机接收到的图像信息实时输出至显示器显示。
3.设计结构
一种基于PMD技术的大货车右转弯盲区监控系统包括控制器、检测装置和输出装置。
检测装置包括车辆转弯感应开关、红外人体感应开关和红外测距仪；车辆转弯感应开关安装在车辆的转向电路上，用于检测车辆是否处于右转弯的状态，红外人体感应开关安装在车辆右反光镜上，可感应车外一定范围内的人体红外线；红外测距仪安装在车辆右反光镜上，用于检测一定范围内的行人与其的距离。
输出装置包括报警器和显示器。报警器（为声光报警器）安装在车辆驾驶室内。显示器安装在车辆驾驶室内。控制器为微处理器，其具有信号输入接口和信号输出接口，红外人体感应开关、车辆转弯感应开关和红外测距仪均通过电缆与控制器的信号输入接口相连接；报警器和显示器通过电缆与控制器的信号输出接口相连接。
控制器可执行以下操作，通过车辆转弯感应开关和红外人体感应开关检测车辆是否处于右转弯状态及a（a=7）米范围内是否有行人，若处于右转弯状态且a米范围内有行人，则启动红外测距仪测量行人与红外测距仪的距离s，再采集距离s与内置的报警距离值h（h=4）比较，s≤h时，控制报警器报警。控制器接收到的距离s数值实时输出至显示器显示。
4.PMD图像获取原理
通过使用PMD摄像元件，用一个摄像元件就可以获得物体的图像和距离。其基本工作原理如图4所示，光发射器向目标场景发射红外光信号，光束到达被测目标后发生反射，按原路返回的光被光探测器接收，根据光在整个测量过程中的传播时间和光速，可以求出相机到目标的距离。
4.1静物距离报警试验
在车辆转弯感应开关和红外人体感应开关闭合的前提下，将普通静物放在装有红外测距系统的试验汽车前面，试验车从100 m远处以30km/h的速度向普通汽车开来。当距离大于7m时，显示0；距离小于7m时，显示器显示的数据连续变化，车速不变；当车与静物间距为4m时，报警器开始报警，驾驶员制动减速为0。实验结果表明，符合实际报警距离，探测结果准确。
5.应用前景
1.盲区监控技术的发展。随着经济发展，交通运输的需求逐渐扩大，货车的数量也将上升，随之而来的是货车因存在盲区而造成的事故不断增多，货车盲区监控系统日新月异。
2.红外线技术的广泛应用。红外线技术在精度、速度、智能化等方面具有很强的适应性，并具有高精度、稳定性好、非接触性测量等特点，再结合PMD图像处理技术，构成自动化较高的实用测距系统，因此它在智能车辆辅助驾驶导航的安全距离测量中应用极广。
参考文献
人体感应技术范文3
关键词 节能照明；声控；光控；人体感应；触控
中图分类号TU113 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）52-0158-01
为了高效节约高校照明用电，本文设计一种基于单片机的节能照明控制系统，通过光电检测模块、声音控制模块、触控模块和人体红外检测模块来分别采集学校的光照强度和各区域人数的分布情况,实现灯的自动开关控制,进而达到节能目的。它是集声控、光控、人体感应以及触控于一体的多功能节能控制系统，可广泛应用于走廊、教室、校园路灯等智能控制。根据照明控制系统的设计，更能体现其在节能与管理方面的优势，提高学校的科学管理水平，将是未来校园节能领域的首选。
1 系统总体设计
以一栋楼宇的照明作为实验对象，包括室内照明、走廊楼梯照明，还有楼宇外的路灯照明。我们的控制方案为：路灯控制采用光控，选择合适的感光元件，感受开关周围自然光的亮度。当白天开关周围的亮度足够高时，灯一直熄灭状态，可以充分利用自然光，只有到了晚上，灯才会亮。房间内采用光、声、红外同时控制，保证控制精度，充分体现控制器的优点，更加节能。走廊和楼梯可采用光和声相结合。我们采用51单片机控制技术为核心开发新型照明控制器，由于单片机的接口数量有限，不能满足如此多的信号输入和输出，所以必须对单片机接口进行扩展。如图1所示。
图1 系统框图
2 硬件部分
光控模块是由一些常用的光敏器件和晶体管组成。用于探测自然光的有无及强弱，为控制器提供灯亮、灭的依据。在本控制系统中，所选用的光控传感器是光敏电阻。入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。如图2所示。
图2 光控模块 图3 声控模块
声控模块是使用与人类耳朵相似具有频率反应的电麦克风。声波使话筒内的驻极体薄膜振动，导致电容的变化，而产生与之对应变化的微小电压。如图3所示，整个电路的功能就是将声音信号处理后，变为电子开关的动作。即声源产生的声音信号，经声电转换器转换成微弱的电信号，该信号经放大后送处理器处理，处理器将幅度、频率不尽相同的一群声波信号转换成控制信号。
人体红外线检测模块是一种能检测人或动物发射的红外线而输出电信号，对温度敏感的传感器。由于当模块检测到人体在感应范围内活动时以电平信号输出，可方便与各类电路实现对接。具体电路不做详细说明。
触控模块电路原理如图4所示。电路中的主要元器件是使用了能够定延时，消抖动，分频，脉冲输出的集成芯片NE555，电路结构简单，工作可靠性高。整个电路的功能就是将人体电流信号处理后，变为电子开关的动作。
3 软件设计
软件设计的指导思想是在自然光充足时，系统会关闭所有的照明灯，无论外界有无声音、有无人员，光感应器一直检测判断光照强度是否适合；当自然光不充足时，声控传感器、触控传感器、人体感应探头开启接收信号，检测信号输入，判断是否能够开启电灯；一旦触发电灯工作，又由延时部件控制其工作时间；最后又回转检测自然光是否充足。软件流程如图5所示。
图4 触控模块 图5 软件流程
4 结论
设计的节能照明控制器电路的特点是结构简单、制作容易、使用方便。经多次使用，性能良好。作为一个智能化节能照明控制系统，能在光、声、触、人体感应的控制下实现电路的导通与截止；能够根据不同的外界环境自动开启/关闭教室灯、走廊灯和路灯；响应时间较快。由此说明，设计的这种控制器基本符合节能要求。
参考文献
[1]李晋阳.智能型教室管理系统的设计与研究[J].电子测量技术，2008.
人体感应技术范文4
关键词：C#；可视化控制；单片机
中图分类号：TP273 文献标识号：A 文章编号：2095-2163（2014）02-
Intelligent and Visualization Design of University Classroom
Lighting Energy-saving Control System
LIU Zhiyang CHEN Huali
（College of Information Science and Engineering， Wuhan University of Science and Technology， Wuhan Hubei 430081， China）
Abstract： To solve the energy waste problem caused by the long time lighting in university classrooms，the energy-saving control system is proposed that composed of MSP430 single chip microcomputer， light-to-frequency converter and infrared sensor. Through making reasonable arrangements of time， processing physiology signal and light intensity comprehensively， the system saves significant energy and works intelligently. Combined c# application program with MSP430，PC can supervise data visually from lower computer in real time.
Keywords： C#； Virtual Control； MCU
0 引 言
中国可持续发展的关键在于资源的有效利用，节约能源则需要从生活的方方面面做起。以高校教室为例，由于教室日关灯的管理未尽实用科学，造成大量电力资源的无端耗费。目前各高校的教室灯光还停留在人工控制状态，但由于教室数量多，每个教室的使用功能也各有不同，使得管理员无法对每个教室做到实时控制，经常出现教室亮灯却无人，光线充足也亮灯的现象，造成不必要的电力资源浪费。以作者所在学的教学区为例进行计算，大约有30 000盏灯，每盏灯36W，按每天亮灯（从早晨8点到晚上9点正常运行）13个小时计算，扣除一年三个月的假期，每年教室照明的耗电量大约为389.08万度，依照现行电价0.573元/度，学校在教学楼耗电上要支出约222.94万元。若按每天只浪费用电2小时，则凭空流失的就有61.24万度电，也就是要多支出34.3万元。若全国高校均如此计算那将是难以估量的巨大电力资源浪费。为了解决这种情况，设计出高校教室照明节能控制系统，使教室日关灯能够按教室使用模式亮灯，并且能通过上位机实时反映各个教室的亮灯情况，进而实现照明控制的智能化和可视化。
1 系统整体设计
系统采用由上/下位机组成的主从式结构，对教室进行分区域控制[1]。主机通过网络控制各个教室之内的下位机，并对不同区域安装光频转换器和人体感应传感器，分别测量教室内的光强和人员分布情况，控制教室内不同区域的灯光开关，从而实现节能的智能化。
各个教室中的下位机以时间作为启动和关闭系统的依据，而以光强及人体信号作为系统启动后开关灯的判断标准。在工作时间内，如有模式信号输入，则系统进入相应的模式；若没有信号输入，则进入自习模式。倘若不在工作时间，如有手动信号输入，则根据手动任务的设定实现运行；若无，则关闭所有的照明灯。
系统预置有不同的工作模式，可分为两种：讲课模式和自习模式，供用户根据需要自行选择使用，且各模式之间可以自由切换，操作起来亦更加便捷。下面对这两类模式展开具体论述
1.1讲课模式
由于每个教室所排课程的不同，可通过上位机PC软件将对应课表下载到不同的教室，将“有课”、“无课”分别设置为“1”和“0”，并存储在下位机的FLASH中[2]。下位机则处于定时工作状态，每堂课开始的前5分钟，教室中的下位机会进行一次判断，如果对应有课，则开启讲课模式，教室灯光全开；如果没有课，则关闭教室全部灯光，进入“自习模式”。
特别地，有时存在教师临时更换上课地点，故讲台上也放置一个人体感应传感器，在进入讲课模式后，每隔5分钟探测一次讲台上是否有人上课，并依次执行两次同样的操作，再将两次的检测结果取逻辑“或”运算。如果为“真”，则说明有人上课，继续执行“讲课模式”；如果为“假”，则进入“自习模式”。下位机的判断过程如图1所示。
图1 下位机的判断过程框图
Fig. 1 Judging process frame of lower computer
1.2自习模式
将教室分为A、B、C、D四个区域，如图2所示，每个区域房顶正中放置一个人体感应传感器HC-SR501[3]和光频转换器[4]。
图2 教室内区域划分图
Fig. 2 Zoning plan in the classroom
当下位机处于自习模式时，输入参数为人体存在信号和光强度信号，若某区域的人体感应传感器检测到有效信号，系统就判断此时光频转换器采集到的光强，如果高于设定阈值（光线较弱），则打开对应区域的日光灯；如果低于阈值（外界光线很强），无论教室是否有人，都不开灯，如图3所示。
图3 自习模式流程图
Fig. 3 Flow chart of self-study mode
2系统具体设计
2.1上位机设计
用C#编写含有以下2个功能的软件[5]：
（1）能将课程表分别导入到各教室的下位机；
（2）能将各下位机的灯光开关状态显示在上位机界面。
将教学楼的所有教室组成网络结构，如图4所示。管理人员通过上位机PC上的软件实现对各个教室的全程监控，再用MSP430芯片制作一个中转控制器[6]，如图5所示，将其作为上下位机间的枢纽，保证通信的有效性。
以一个教室为例，下位机接收并读取课表信息，若显示有课，则下位机工作在上课模式。开始工作时，系统默认初始设置为所有的灯均是亮的，继而判断教室A，B，C，D四个区域的光强是否超过默认阈值来决定该区域灯是亮还是灭，避免光强充足但仍然亮灯而造成的不必要浪费。若显示无课，则下位机工作在自习模式，初始状态设置四个区域灯全亮，A，B，C，D四个区域的人体感应检测器统计四个区域的人数，记录人数并和教室亮灯情况一同以数组形式回传给上位机，使上位机可以直接查询每个区域的亮灯情况和区域人数，人工调节区域亮灯情况并将调整后的数据复传给下位机，控制教室四个区域的灯亮灯灭，具体流程如图6所示。
图4 系统网络结构图
Fig.4 System network structure diagram
图5 中转控制器硬件图
Fig.5 Relay controller hardware diagram
图6 下位机控制某教室亮灯情况的流程图
Fig.6 the lower computer controlling classroom flow
（1）上位机读取Excel表格信息
将课表信息存储在Excel表格中，并将此课表信息文件存放在指定位置，方便窗口程序读取文件[7]。读取Excel表格的程序如下：
public DataTable ExcelToDS（string Path，int i）
{
string s；
s = "Sheet" + Convert.ToString（i）；
string strConn = "Provider=Microsoft.Jet.OLEDB.4.0；" + "Data Source=" + Path + "；" + "Extended
Properties=Excel 8.0；"；
OleDbConnection conn = new OleDbConnection（strConn）；
conn.Open（）；
string strExcel = ""；
OleDbDataAdapter myCommand = null；
DataTable dt = null；
strExcel = string.Format（"select * from [{0}$]"， s）；
myCommand = new OleDbDataAdapter（strExcel， strConn）；
dt = new DataTable（）；
myCommand.Fill（dt）；
return dt；
}
在窗口程序中选择教室编号，读取表格并将相应教室上课列表信息显示出来，使操作员能够清晰地了解教室的课程信息。窗口程序效果图如图7所示。
图7 上位机窗口显示的课表信息
Fig.7 the schedule information of PC window
（2）传输课表信息给下位机
按照与下位机已有的约定，设置相应数据包头，将课表信息按顺序放置在数组中，打开端口将数据传输给下位机，并检查数据传输是否超时。传输数据的程序如下：
private void button5_Click（object sender， EventArgs e）
{ int l；
if （serialPort1.IsOpen == true ）
{
if （button5.Text == "建立连接"）
{
pictureBox1.BackColor= Color.Red；
data[0] = 0XA1；
serialPort1.Write（data， 0， 1）；
Try_connect = true； timer1.Interval = 500；
timer1.Enabled = true；
}
else if （button5.Text == "传输"）
{
progressBar1.Maximum = 10；
progressBar1.Value = 0；
data[0] = 0XA2；
data[1] = 0X01；
data[2] = Convert.ToByte（b）；
for （m = 0， n = 3； m < 25； m++， n++）
{
data[n]= Convert.ToByte（b2[m]-48）；
}
data[28] = 0XBB；
serialPort1.Write（data， 0， 29）；
progressBar1.Value = 10；
Transmiting = true；
DATA_SUCCESS = false；
timer1.Interval = 500；
timer1.Enabled = true；
}
}
else
{
MessageBox.Show（"请先连接串口"）；
}
}
通过该程序将课表传给相应教室的下位机，并完成存储，同时也要实时地更新课表信息。
下位机将教室各区的亮灯情况，以及各区统计人数均以数组的形式回传给上位机，上位机读取数据后将相应教室的信息显示在窗口程序中，方便操作人员明确了解各个教室中各区的亮灯情况和各区人数，进而做出相应的亮灯调节，操作人员的操作界面简图如图8所示。
图8 上位机的操作界面
Fig.8 The PC interface
2.2下位机设计
下位机的课表、灯光信息存储在单片机FLASH中，以此来实现掉电保护。系统还加入密码控制，从而增加系统运行的安全性。通过键盘完成设定密码、初始化时间。时钟模块采用芯片DS1302[8]，该芯片不仅能够显示秒、分、时、日期、月份和年份信息，还可实现掉电保护，为时钟电路提供电源，如图9所示。
图9 下位机硬件图
Fig.9 Hardware diagram
下位机以时间作为启动和关闭系统的依据，而以光强及人体信号作为系统启动后开关灯的判断标准。系统中将时间作为控制依据进一步加强了对节能的监管，且明确了工作时间与非工作时间的界限。
具体来说，将6：00～22：00设置为工作时间，在工作时间段内系统自动在“讲课模式”和“自习模式”之间随时间变化而不断切换；在非工作时间内，系统自动关闭，实现节能。而系统在不同的模式下开关灯的标准不同，讲课模式下灯光自动全开，也可根据需要手动强制开关灯；自习模式下，将人体感应模块HC-SR501参数设置为1分钟延时和可重复触发，光频转换模块阈值设定为白天不低于150lx，晚上不低于200lx。当有人体信号后，判断此时光强，若高于阈值不开灯，低于阈值开灯。这样只要人仍在有效探测区域内，人体感应传感器便能不断检测到，延时也进行了重复触发，而不在时，该区域灯灭。如此即实现了人到灯开，人走灯灭。
3 结束语
系统设计从低碳、环保的理念出发，立足于节能，适用于高校教室照明控制。采用多模式控制，实现各模式之间的自动转换，满足教室上课、自习、多媒体等多用途的需求。通过合理安排时间以及综合处理人体和光强信号，来实现灯光的智能开、关，从而达到节能的智能化；通过C#编写的窗口程序和MSP430单片机的结合，下位机上传的数据可在上位机中进行可视的实时监控。智能化和可视化是该节能控制系统的两大优点。
参考文献：
[1]秦龙.MSP430单片机应用系统开发典型实例[M].北京：北京航空航天大学出版社，2008.
[2]黎洪生，刘苏敛，胡冰，等.基于无线通信网络的智能路灯节能系统[J].计算机工程， 2009，35（14）：190-191，214.
[3]闫军威，林海杰，彭响方.基于 LonWorks 技术的路灯节能控制系统[J].电力电子技术， 2009，43（9）：47-49.
[4]胡开明，李跃忠，卢传华.智能路灯节能控制器的设计与实现[J].现代电子技术，2009， 34（9）：143-145.
[5]申田宝，吕俭荣，储惠，等.智能照明节电器的技术特性与应用[J].上海节能，2004， 10（3）：29-31.
[6]吴瑶，姜建国.基于模糊控制的节电照明系统[J].工矿自动化， 2005， 25（12）：82-85.
人体感应技术范文5
摘要：
采用Comsol仿真软件和人体模型计算分析倒三角较贴近实际的带弧垂特高压交流输电线路对人体产生的电场效应，并与理想直导线的结果进行对比。结果表明，人体以及人体附近电场和感应电流分布不均匀，体外电场最大值集中于人体头部表面上方，关节连接处和端部的电场、感应电流密度较大。带弧垂特高压输电线路在人体各组织产生的电场和感应电流密度均较理想笔直导线线路下高约17%~19%；与国际非电离辐射防护委员会导则限值相比较，电场强度无论是对专业人员还是普通民众均在ICNIRP导则限值范围内；而感应电流密度除人体腿部下部、头皮与颈部连接处附近的略高于ICNIRP导则中普通民众的限值外，其他均在ICNIRP导则限值范围内。两种类型特高压输电线路所产生的电磁辐射对专业人员是安全的，对普通民众应注意适当的防护。
关键词：
特高压交流；弧垂；理想直导线；电场；感应电流密度
频率在0~300Hz之间的低频电磁场暴露生物效应正越来越成为研究热点。其中以对人体的研究最为火热，如低频脉冲电磁场对骨骼愈合促进作用、低频电磁场影响人体细胞生长分泌、变电站电磁辐射对人体的影响等[1-4]。低频电磁场在给人们带来好处的同时也会带来危害。长期暴露在低频电磁场下会干扰人体机体组织之间的内部通讯，而对脑部未发育健全的青少年来说，影响更为明显[5]。低频电磁场可以导致头痛、耳鸣、神经障碍等症状，另外，患脑瘤、白血病的风险也会增加[6-7]。在我国，以工频电磁场应用最为广泛。如变电站、高压电线、家用电器等就是采用工频交流电。对人体的影响主要是由于工频电磁场与人体的相互作用，在人体及其附近产生了较大的电场和在人体感应出了较大的感应电流。相关研究表明，当人体感应的电场和感应电流密度超过一定的阈值会对人体产生危害，尤其是神经组织和肌肉组织等。为防止电磁辐射对人体造成伤害，国际非电离辐射防护委员会做出了规定[8-9]，对于50Hz工频，电网工作人员头部和躯体的暴露电场阈值为0.8V/m，感应电流密度阈值为10mA/m。普通民众头部和躯体的暴露电场阈值为0.4V/m，感应电流密度阈值为2mA/m。另外，由于中枢神经系统是人体神经系统的主体部分，为防止对其造成损害。故该委员会对中枢神经系统的暴露电场和感应电流密度做出了严格的规定，对于50Hz工频电磁场，电网工作人员中枢神经系统暴露电场阈值为100mV/m，感应电流密度阈值为10mA/m2。普通民众中枢神经系统暴露电场阈值为20mV/m，感应电流密度阈值为2mA/m2。由于社会对电能需求的不断增加，近几年，我国正大力发展1000kV及其以上特高压输电，这对于国家的“西部大开发”、“全国联网”等战略有着至关重要的作用。同时，由于特高压输电建设的加快，其输电线路对附近人体和环境造成的影响也逐渐被关注。国内外不少学者对于特高压输电线路杆塔附近的电磁场进行了研究，也有一些学者探究特高压输电线路产生的电磁场与人体之间的相互作用，大多采用理想直输电线路作为线路模型，且线路模型采用二维或者较短的三维输电线路模型，比较接近实际的考虑到导线的弧垂也比较少[10-11]，同时，研究的人体模型简单[12]，将人体各组织以同一电磁参数来考虑[13]，这与实际不相符。本研究采用较贴合真实情况的三维带弧垂输电线路模型，选取的输电线路长度贴近实际档距，对人体进行了较合理实际的建模，并将带弧垂特高压输电线路对人体产生的电场效应与理想直导线的仿真结果进行对比，而后将两者与ICNIRP标准中的电磁暴露限值进行比较，对我国特高压输电线路附近的电磁辐射进行科学的评估，同时也能为我国的特高压电磁辐射防护标准的制定作参考。
1原理与模型
1.1原理
研究电磁学问题，首先需要电磁学的基本方程组。人体各个组织和器官属于电磁场的介质，特高压输电线路下方人体产生的感应电场和感应电流密度，与人体的各个组织的电导率、相对介电常数、几何形状等都有关系，因此，采取接近实际的人体模型和电磁场参数是很重要的。
1.2Comsol仿真简介
Comsolmultiphysics是一款大型的高级数值仿真软件。广泛应用于各个领域的科学研究以及工程计算，模拟科学和工程领域的各种物理过程。Comsolmultiphysics是以有限元法为基础，通过求解偏微分方程或者偏微分方程组来实现真实物理现象的仿真，用数学方法求解真实世界的物理现象。本次采用Comsolmultiphysics的AC/DC模块中的EC(Electriccurrent)物理场来进行求解，取人体脚面与空气域底面接地，空气域最为电绝缘。计算机内存为12G，带弧垂仿真模型剖分网格自由度为1074531，计算时间约40min，直导线仿真模型剖分网格自由度为974607，计算时间约32min。
1.3模型
1.3.1人体模型
设人体单个组织内部的介质是均匀分布的。人体在50Hz条件下各个组织的电导率和相对介电常数[14]见表1。特高压输电线路下方的人体模型主要分为4个部分进行考虑，头部由3部分组成，头皮、颅骨、脑组织，三层球头半径分别为0.092、0.085、0.080m，躯体作为第4部分。人于输电线路正中位置，面向传输方向。头部和躯体具体尺寸如图1所示。
1.3.2输电线路
本次模型特高压输电线路为1000kV级，各相导线对地电压有效值为I（10001.05）/3约为606.2kV。导线采用六分裂LGJ-630/45型，子导线直径为33.6mm，分裂间距为0.4m。特高压输电线路杆塔如图2所示。针对经过比较平坦地区的特高压输电线路，实际档距能达到300~500m左右[15-16]，取一段档距为400m，并做出以下规定[17]：(1)特高压输电线路两端悬挂点等高。(2)计算只考虑线路主体部分，而不考虑杆塔、绝缘子等物体产生的电磁场。(3)架空输电线路是理想的柔性导线，只承受轴向拉力。(4)架空输电线路荷载沿导线均匀分布。架空输电线路如图3所示。架空输电线路的悬挂线方程[18-19]为：000=(coshcosh)+2xLyH(12)式中：0为导线水平应力(MPa)；为导线比载(MPa/m)，L为档距(m)，H为悬挂点高度(m)。气象条件[20-21]选晴天、无冰、风速小于10m/s，此时，0=63.504MPa，=34.047×10−3MPa/m，L=400m，H=37。整理上述悬挂线方程可得：y=1865.19×cosh(5.36×10−4x)−1840.16(13)相比理想中的直导线，实际中导线的最大弧垂为10.733m。
2结果
2.1电场强度
2.1.1人体及其附近电场
特高压输电线路下方的人体表面附近会产生很大的电场，远高于同一高度空气中的电场强度。原因是由于处在电场中的人体端部会聚集大量的电荷产生的极性效应的缘故。电场强度最大值部分集中于人体的头部，其次是集中在人体的手臂，如图4所示。左为实际中的弧垂导线（达到64kV/m），右为理想直导线（达到53.1kV/m），以下皆同。而在人体内部，其电场强度远小于人体表面的电场强度，原因是人体机体组织拥有比较大的介电常数等，对电场起了衰减作用。人体内部电场强度比较大的地方，则在组织关节的连接处（左达到0.105V/m，右达到0.0876V/m），如图5所示。
2.1.2头部电场
对于人体头部，分为3层，头皮、颅骨和脑组织，整个头部的电场分布见图6，脑组织部分如图7所示。可以发现人体头部纵向看，电场强度最大值位于颅骨位置，并且集中于中间，头部电场强度最大值分别达到21、17.4mV/m。头皮部分电场强度最大值位于与颈部接触附近。颅骨部分电场强度最大值位于中心位置。脑组织部分电场强度最大值分别达到9.66、8mV/m，位于脑组织下方。在头部中心水平面，取一切面，头部电场分布如图8所示。脑组织电场分布如图9所示，头部电场强度最大值位于脑组织中心部分，分别达到3.9、3.23mV/m，神经中枢位置电场强度达到最大值。电场强度大小依次为脑组织中间部分、颅骨、脑组织外侧部分和头皮。
2.2感应电流密度
2.2.1人体感应电流密度
在特高压输电线路下方的人体内部产生感应电流。电流密度大小，则与人体机体组织的电导率、几何形状等相关。人体的感应电流密度分布如图10所示，感应电流最大值位于脚与地面的接触位置，次之则位于腿与脚的连接处，最大值分别达到了7.01、5.71mA/m2，其他，则感应电流密度较大值都位于机体组织的连接处、尖端处，也是由于极性效应产生的效果。
2.2.2头部感应电流密度
人体头部头皮电导率比较大，感应电流密度比较大。而最大值则位于头皮与颈部连接的地方，如图11所示，颅骨纵切面感应电流密度分布如图12所示，脑组织纵切面感应电流密度分布如图13所示。头皮与颈部连接位置的感应电流密度最大值分别达到5.53、4.45mA/m2，颅骨感应电流密度最大值集中于颅骨下部中间位置，最大值分别达到0.48、0.399mA/m2。，其最大值集中于脑组织下方中心轴位置，最大值达到0.483、0.401mA/m2。在头部中心位置取水平切面，头部感应电流密度分布见图14。脑组织感应电流密度分布见图15。可以看到，在头部水平切面，头皮的感应电流密度最大，其次为脑组织，颅骨。因为头皮的电导率在3层头模型中最大，头皮感应电流密度最大值分别达到了1.35、1.12mA/m2。而脑组织中枢神经系统的感应电流密度较大值部分，集中在脑组织中间位置，分别达到了0.195、0.162mA/m2。将带弧垂和理想的特高压输电线路对人体各个组织产生的电场效应仿真结果整理，如表2所示。
3讨论
本文分析了在较实际情况下带弧垂导线和理想直导线的1000kV级特高压交流输电线路对其下方人体的电效应，得出以下结论：特高压交流输电线路下方，由于人体几何形状的不规则以及各组织的介电常数和电导率之间的不同，人体内部的电场和感应电流分布是不均匀的，同时在极性效应的作用下，人体表面附近的电场强度远大于人体内部的电场强度，最大相差数量级达到105以上，电场较大值集中于人体头部表面，其次是手臂附近。在人体内部，在一些关节连接处及其端部，电场也比较大，躯体的电场强度大于头部的电场强度。对于3层头部，感应电场最大值集中于头部下方颅骨位置。整个头部，头部下方的感应电场普遍比头部上方的大。感应电流密度方面，躯体的感应电流密度比头部大，腿部感应电流密度比躯体其他位置大。对于人体头部，头部下方普遍大于头部上方。头部感应电流密度较大值位于头皮。实际情况中带弧垂导线比理想直导线在人体内的电场强度和感应电流密度大小方面大约高出17%~19%。与ICNIRP限值相比较，电场强度方面：人体最大电场强度位于脚与腿连接处，为导则普通民众限值的1/4左右；脑组织下部电场强度不到导则中普通民众CNS限值的1/2，故实际CNS中的感应电场强度则更小。感应电流密度方面：对专业人员，人体各部位均未超过导则中专业人员的感应电流密度限值。对普通民众，对于头部，头皮与颈部连接处附近则超过了ICNIRP规定的普通民众限值，头部颅骨、脑组织感应电流密度则低于导则中普通民众限值的1/4，故CNS中的感应电流密度则更小；而躯体和人体的的腿部下方感应电流密度则超过了ICNIRP规定的普通民众限值。档距为400m的三维带弧垂输电线路和理想直导线以及比较真实的人体模型能够比较真实的反应特高压交流输电线路对人体的电场效应状况，带弧垂特高压输电线路在人体各组织产生的电场和感应电流密度均较理想直导线线路下要高，两种类型特高压输电线路所产生的电磁辐射对专业人员是安全的，对普通民众应注意适当的防护。本研究结果能够比较真实的反应特高压交流输电线路的辐射情况，对生物的辐射研究能起到一定的推动作用。但还存在不足之处，需对人体进行更加详细地分析。
参考文献：
1冯玉,白文芳,许伟成,等.低频电磁场促进骨髓间充质干细胞移植修复大鼠脊髓损伤的实验研究[J].中国组织工程研究,2013,17(32):5819-5826.DOI:10.3969/j.issn.2095-4344.2013.32.012.
2周文颖,逯迈.地铁高频电磁辐射的安全评估[J].辐射研究与辐射工艺学报,2016,34(1):010601.DOI:10.11889/j.1000-3436.2016.rrj.34.010601.
4林锦文,刘合,张杰,等.电磁脉冲对大鼠心脏和肝脏损伤及修复的影响[J].辐射研究与辐射工艺学报,2015,33(6):060201.DOI:10.11889/j.1000-3436.2015.rrj.33.060201.
5王桠男,梅勇.工频电磁辐射对小学生健康指标的影响研究[D].武汉:武汉科技大学,2014:1-45.
7徐倩,曹毅.极低频电磁场与儿童白血病关系的研究进展[J].中国辐射卫生,2009,18(2):243-245.
10马爱清,王淑情,张绮华,等.高压交流输电线路暴露场强限值下人体感应电场和感应电流分析[J].高电压技术,2015,41(5):1637-1643.DOI:10.13336/j.1003-6520.hve.2015.05.030.
11陈博栋,逯迈,陈小强,等.特高压交流输电线路对人体电场效应的对比分析[J].辐射研究与辐射工艺学报,2014,32(6):060501.DOI:10.11889/j.1000-3436.2014.rrj.32.060501.
13王青于,杨熙,廖晋陶,等.特高压变电站人体工频电场暴露水平评估[J].中国电机工程学报,2014,34(24):4187-4194.DOI:10.13334/j.0258-8013.pcsee.2014.24.024.
15庄晓云,李永明.交流1000kV输电线工频电磁场与输送功率及其影响因素研究[D].重庆:重庆大学,2012:1-69.
16文武,彭磊,张小武,等.特高压大跨越架空线路三维工频电场计算[J].高电压技术,2008,34(9):1821-1825.
17张家利,姜震,王德忠.高压架空输电线下工频电场的数学模型[J].高电压技术,2001,27(6):20-22.DOI:10.3969/j.issn.1003-6520.2001.06.009.
18罗杨,汪泉弟.超高压输电线下建筑物邻近区域三维工频电场仿真计算[D].重庆:重庆大学,2012:1-66.
20孟遂民,孔伟.架空输电线路设计[M].北京:中国电力出版社,2007:57-59.
人体感应技术范文6
1 大众体感——Leap motion
Leap motion是面向PC以及Mac的体感控制器制造公司Leap旗下的体感控制器，于2013年2月27日。
Leap motion的原理是是通过红外LED和摄像头以不同于其他运动控制技术的方式来完成对手指手势的追踪的捕获，它能同时追踪几十万个目标，并且对捕获到的手势信息进行相应的识别处理，然后结合相应的软件进行具体的操作。Leap Motion体感控制器支持Windows 7、Windows 8以及Mac OS X 10.7及10.8，可以在PC及Mac上通过手势控制电脑。
2 Leap motion提供了一种全新的体验
告别鼠标玩游戏
目前几大游戏主机巨头都相应地推出体感设备来帮助用户获得区别于平常的鼠标键盘或者手柄的不一样的游戏体验，可以说游戏带动了体感设备的发展。Leap motion也不例外，它也有与之配合的专属程序市场，覆盖了了从Windows到MAC OS的众多平台。
在游戏中隔空操作的乐趣和吸引力不言而喻，从握紧拳头到展开五指，它都能很好地识别。举个例子，在《Digit Duel》这款“打手枪”游戏中，如果换成目前普遍的鼠标来进行操作的话，它就是一款普通的射击游戏，不会引起玩家太多的兴趣。但是加上Leap motion之后，你可以在空中做出一个持枪的动作，在射击时用你的双手模拟扣动扳机来进行开枪，代入感非常强，而且除了空气，你的手不会受到任何束缚，那种无拘无束自由操作的感觉是握着鼠标的普通玩家无法比拟的。但是有一点必须要承认的是Leap motion的射击识别精确度确实不如鼠标，这也是现阶段无法解决的。
提供更加直观便捷的信息展示
如果Leap motion只能用来玩游戏，那它也就是一款普通的体感设备而已。在其他方面，一些在教育和科学上面的全新应用是它受到如此多关注的重要原因之一。比如只管有效模型展示是教育中重要的环节之一，像DNA分子模型之类的三维体，在电脑上面只能显示一个平面，需要不断调整X、Y、Z三轴的参数采用让学生看到不同的一面的结构，用传统鼠标非常麻烦。
这个时候我们迫切的有一种想法：想把手伸进屏幕之中抓起来自由旋转挪移到自己想看的那一面，因为我们的手是最灵活的工具，它可以最有效率地执行我们大脑的命令。Leap motion可以追踪你的手势并进行相应的操作，旋转平移的感觉会让你有一些科幻电影里的氛围，相当神奇。大名鼎鼎的Google Earth也支持Leap motion上网，操作Leap Motion 官方 YouTube 上的展示影片里面遨游地球感觉非常之棒，就好像坐着飞行器在地球表面飞行一样。其中也可以放大缩小等基本的地图操作，挥挥手环游世界不再是梦。
可能在特殊行业发挥更多的作用
对于行业用户来说，没有比提高工作效率更让人兴奋的了，也许Leap motion这一类产品的出现可以做到效率提升。就像上面提到的DNA模型展示，Leap motion也可以与一些三维制图软件，比如CAD、catia、PRO/E和Solidwork等进行相应的融合，此类软件强大的三维制图能力是毋庸置疑的，可是如何进行更方便地展示交流，确实需要Leap motion一系列手势感应操作来进行相应的提升改进。再者在一些特殊行业，比如医生在手术时，借助Leap motion可以不用接触，在空中操作看到病人的CT和核磁共振图片等相关信息，非常有效！
3 Leap motion与其他体感设备的比较
目前来说比较成熟的体感控制设备有微软的kinent和任天堂的Wii，其中又以kinent的原理与Leap motion最为相似。
原理类似，侧重点不同
以微软kinent为例，它的原理也是通过CMOS红外传感器通过黑白光谱的方式来感知环境：纯黑代表无穷远，纯白代表无穷近。黑白间的灰色地带对应物体到传感器的物理距离。借助PrimeSense软件和摄像头侦测、捕捉用户手势动作，然后再将捕捉到的影像与本身内部存有的人体模型相对照。
每一个符合内部已存人体模型的物体就会被创造成相关的骨骼模型，系统再将该模型转换成虚拟角色，该角色通过识别该人体骨骼模型的关键部位进行动作触发。而Leap motion通过红外LED和摄像头以不同于其他运动控制技术的方式来完成对手指手势的追踪的捕获，它能同时追踪几十万个目标，并且对捕获到的手势信息进行相应的识别处理，Leap通过绑定视野范围内的手、手指或者工具来提供实时数据，这些数据多数是通过集合或者圳数据提供！每一帧都包含了一系列的基本绑定数据，比如手、手指或者工具的数据，当然，他也能实时地识别场景中的手势和自定义数据！用一句话来总结就是：kinent侧重对人体全身动作的感应而Leap motion则关注于手上详细动作的识别和控制。
跨平台的优势
微软kinent和任天堂的Wii都是在自家游戏主机上使用，（注：微软表示未来kinect可能在PC上面使用），范围比较狭窄，并且主要应用在游戏领域，但由于背后支持的游戏厂商的强大配合研发能力，所以目前在游戏体验上可能会比Leap motion稍优。而Leap motion作为后来者，目前获得如此多的关注都实属不易，其对于传统PC平台（MAC和Windows）的支持是一个不小的优势，加上谷歌等厂商的支持，后续的相关跟进值得关注。
外观精致，价格有吸引力
提到外观，Leap motion对比其他体感设备占据了不少优势，1.25cm x 3.04cm x 7.62cm的体积和40g的重量基本上没有什么可挑剔的，做工也非常精湛，棱角处理得非常到位。类似于苹果的简约风格和铝合金材质的运用造就了一个可以当家具装饰品的小盒子。反观kinent和wii，在材质做工和外形上都逊于Leap motion，特别是kinent，一副外星人侦察器的造型不得不让人吐槽。而关键的价格，Leap motion以不到80美元（合人民币490元）让wii和kinent无地自容，可以这么说，仅凭那不俗的做工就值价了。
