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人體感應技術范文1
摘要目的：評價酶聯免疫吸附試驗（ELISA）和環介導等溫擴增方法（loop-mediated isothermal amplification，LAMP）在檢測妊娠期女性沙眼衣原體（Chlamydiae trachomatis，Ct）感染中的應用價值。方法：根據Genebank公布的Cpn基因序列設計6條LAMP引物（2條內引物，2條外引物，2條環引物），優化并建立LAMP檢測體系。收治Ct感染患者80例，進行LAMP法檢測Ct DNA，同時用ELISA檢測Ct特異性脂多糖抗原。結果：80例患者中，ELISA檢測出陽性46例（57.5%），而LAMP檢測出陽性56例（70.0%），兩者比較差異無統計學意義（P>0.05）。80例患者中有51例服用過大環內酯類抗生素，ELISA檢測出陽性26例（50.9%），而LAMP檢測出39例（76.5%），兩者比較差異有統計學意義（P
關鍵詞沙眼衣原體；環介導等溫擴增技術；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
環介導等溫擴增法（loop-mediated isothermal amplification，LAMP）是一種敏感、特異、方便快捷的核酸擴增技術[1]。因其無需特殊設備，且具有PCR類似的靈敏度和特異性，日益受到臨床重視[2]。沙眼衣原體（Chlamydiae trachomatis，Ct）是一類嚴格細胞內寄生的病原體，不僅可以引起沙眼，還與人類各種泌尿生殖道疾病相關，如非淋菌性尿道炎、陰道炎、宮頸炎、子宮內膜炎等[3]；Ct還可通過母嬰傳染引起胎膜早破、早產、新生兒死亡等[4]。Ct感染初期無癥狀或癥狀較輕，常易被忽視而導致嚴重的并發癥。本研究通過對比LAMP和酶聯免疫吸附試驗（ELISA）在檢測妊娠期女性沙眼衣原體感染情況，分析LAMP在檢測沙眼衣原體感染中的臨床應用價值。
資料與方法
2010年1月-2012年1月收治沙眼衣原體感染患者80例，年齡25～39歲，平均（29±4.2）歲。所有患者均有不同程度的泌尿生殖道感染的臨床癥狀，并且排除其他細菌感染性疾病。
標本采集：先用無菌棉簽拭去宮頸口周圍的黏液及分泌物，將消毒的無菌棉拭子伸入宮頸口內2～4 cm，輕輕轉動拭子，并停留10秒，退出拭子時，避免與陰道壁接觸，拭子分別用于ELISA法和LAMP法檢測。
檢測方法：①ELISA：ELISA檢測試劑盒為Trinity公司產品（Micro TrakⅡ，Trinity Biotech，Bray，Ireland），實驗嚴格按照說明書操作：將處理好的樣本加入96孔板中，96孔板中已包被有抗Ct脂多糖抗原（LPS）的兔抗體，如果樣本中含有Ct的LPS，則形成抗原抗體復合物；再加入酶標抗體，底物顯色，在450 nm下測定吸光度，參考波長為630 nm。②LAMP：根據GenBank提供的Cpn基因序列設計2條外引物、2條內引物和2條環結合引物（因涉及專利問題，序列無法列出）。反應體系包括1μL上述3種引物，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。反應條件65℃，45 min，結束后用2%瓊脂糖凝膠電泳，若出現LAMP特征性梯狀條帶者為陽性。
統計學分析：采用SPSS 13.0軟件對數據進行統計學處理，并采用χ2檢驗。檢驗水準α=0.05。
結果
妊娠期女性泌尿生殖道Ct檢出情況：80例患者分別采用ELISA和LAMP對Ct脂多糖抗原或DNA分別進行檢測，ELISA可檢測出46例陽性，陽性率57.5%，而LAMP可檢測出Ct陽性患者56例，陽性率70.0%，經統計學分析，χ2=2.705，P>0.05差異無統計學意義。見表1。
服用抗生素對ELISA和LAMP檢測Ct的影響：80例患者在進入我院治療前，有51例曾有抗生素服用史，這些患者分別經ELISA和LAMP檢測，結果顯示，ELISA檢測出26例陽性，檢出率50.9%，而LAMP檢測出陽性39例，檢出率達76.5%，經統計學分析χ2=7.168，P
討論
沙眼衣原體是一類嚴格細胞內寄生的病原體，也是公認難分離培養的微生物之一。目前，在泌尿生殖道Ct感染的檢測方法中，細胞培養法檢測Ct的敏感性、特異性、陽性預期值和陰性預期值等指標均較可靠且重現性好，被視為Ct檢測方法的“金標準”[5]。但是，對技術人員的操作要求高，且培養基的配制復雜繁瑣，因此，未能在國內醫院推廣應用。
本試驗通過LAMP技術建立的Ct檢測方法，它能在等溫條件下高效地擴增DNA，與PCR相比，LAMP受到無關DNA的影響較小[6]。在1個周期為45分鐘的LAMP反應體系中，Ct只需要達到6個拷貝的濃度就可被LAMP檢出。此外，由于LAMP是在等溫條件下持續進行的擴增反應，因此溫度變化導致的損耗較小，這決定了LAMP效率高的特性。通常情況下，LAMP可在60分鐘內將目的基因擴增109倍以上。本研究結果顯示，和目前臨床常用的ELISA相比，LAMP具有較高的檢出率，但本研究顯示兩者并無統計學意義，因此，在后續研究當中還需要進一步增加樣本含量加以分析。
在本研究所納入的患兒當中，有51位患者入院前曾服用過大環類脂類等抗生素治療。而對于這些患者，ELISA僅檢測出26例陽性，而LAMP可檢測出39例，兩者差異具有統計學意義。這表明ELISA與LAMP相比，雖然總體上對Ct的檢出率并無統計學差異，但對于已使用過抗生素的患者來說，LAMP顯示出較高的敏感性。
綜上所述，本研究采用LAMP檢測妊娠期女性泌尿生殖道感染，由于其操作簡單、模板需求量少等優點，有望成為核酸擴增的重要方法。隨著LAMP技術的不斷完善和改進，LAMP技術將在病原體診斷方面有更廣闊的應用前景。
參考文獻
[1]馬艷平，劉振興，郝樂，等.環介導等溫擴增技術的研究進展[J].河北科技師范學院學報，2011，（1）：77-80.
[2]劉寶山，潘樹德，陳博，等.環介導等溫擴增技術的改進和發展[J].畜牧與獸醫，2009，41（7）：98-101.
[3]張娟娟，盧次勇，馮鐵建.泌尿生殖道沙眼衣原體分子流行病學研究進展[J].中國艾滋病性病，2011，（4）：490-494.
[4]陳慧，連石.沙眼衣原體感染與不孕不育的關系[J].中國計劃生育學雜志，2011，19（1）： 55-57.
人體感應技術范文2
[關鍵詞]PMD技術；紅外線技術；大貨車；盲區監控系統；盲區范圍；交通安全
中圖分類號：U412.3 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）06-0364-01
1.研究背景
駕駛員位于駕駛座位置，在貨車左側，右轉時其視線被車體遮擋或受反光鏡角度限制，總是存在不能直接觀察到的區域，稱為右轉彎盲區。大型貨車由于體積大、軸距長、反光鏡顯示角度范圍有限，盲區范圍比轎車更大，在右轉彎時容易發生行人被卷入車底造成傷亡的交通事故[1]。
PMD技術由德國PMD Technologies公司研發，本系統中其工作原理是：利用紅外線測距儀向車輛前方照射紅外線， 根據反射波的時間差來獲取物體的三維信息。通過使用這種攝像元件，用一個攝像元件就可以獲得物體的圖像和距離。本系統在紅外測距儀中運用了該PMD攝像元件，通過報警可以起到預防碰撞、檢測行人的作用[2]。
2.設計系統運行過程
貨車右轉彎時的狀態如圖1所示，圖中虛線為右轉彎時的兩側輪胎運行軌跡。車輛轉彎感應開關和紅外人體感應開關實時檢測車輛狀態及車外行人與右反光鏡的距離，并將檢測信號傳輸至控制器。若處于右轉彎狀態且a（a=7）米范圍內有行人，則啟動紅外測距儀測量行人與紅外測距儀的距離s，再采集距離s與內置的報警距離值h（h=4）比較，s≤h時，控制報警器報警，同時PMD相機采集圖像信息?？刂破鹘邮盏降木嚯xs數值和PMD相機接收到的圖像信息實時輸出至顯示器顯示。
3.設計結構
一種基于PMD技術的大貨車右轉彎盲區監控系統包括控制器、檢測裝置和輸出裝置。
檢測裝置包括車輛轉彎感應開關、紅外人體感應開關和紅外測距儀；車輛轉彎感應開關安裝在車輛的轉向電路上，用于檢測車輛是否處于右轉彎的狀態，紅外人體感應開關安裝在車輛右反光鏡上，可感應車外一定范圍內的人體紅外線；紅外測距儀安裝在車輛右反光鏡上，用于檢測一定范圍內的行人與其的距離。
輸出裝置包括報警器和顯示器。報警器（為聲光報警器）安裝在車輛駕駛室內。顯示器安裝在車輛駕駛室內?？刂破鳛槲⑻幚砥?，其具有信號輸入接口和信號輸出接口，紅外人體感應開關、車輛轉彎感應開關和紅外測距儀均通過電纜與控制器的信號輸入接口相連接；報警器和顯示器通過電纜與控制器的信號輸出接口相連接。
控制器可執行以下操作，通過車輛轉彎感應開關和紅外人體感應開關檢測車輛是否處于右轉彎狀態及a（a=7）米范圍內是否有行人，若處于右轉彎狀態且a米范圍內有行人，則啟動紅外測距儀測量行人與紅外測距儀的距離s，再采集距離s與內置的報警距離值h（h=4）比較，s≤h時，控制報警器報警?？刂破鹘邮盏降木嚯xs數值實時輸出至顯示器顯示。
4.PMD圖像獲取原理
通過使用PMD攝像元件，用一個攝像元件就可以獲得物體的圖像和距離。其基本工作原理如圖4所示，光發射器向目標場景發射紅外光信號，光束到達被測目標后發生反射，按原路返回的光被光探測器接收，根據光在整個測量過程中的傳播時間和光速，可以求出相機到目標的距離。
4.1靜物距離報警試驗
在車輛轉彎感應開關和紅外人體感應開關閉合的前提下，將普通靜物放在裝有紅外測距系統的試驗汽車前面，試驗車從100 m遠處以30km/h的速度向普通汽車開來。當距離大于7m時，顯示0；距離小于7m時，顯示器顯示的數據連續變化，車速不變；當車與靜物間距為4m時，報警器開始報警，駕駛員制動減速為0。實驗結果表明，符合實際報警距離，探測結果準確。
5.應用前景
1.盲區監控技術的發展。隨著經濟發展，交通運輸的需求逐漸擴大，貨車的數量也將上升，隨之而來的是貨車因存在盲區而造成的事故不斷增多，貨車盲區監控系統日新月異。
2.紅外線技術的廣泛應用。紅外線技術在精度、速度、智能化等方面具有很強的適應性，并具有高精度、穩定性好、非接觸性測量等特點，再結合PMD圖像處理技術，構成自動化較高的實用測距系統，因此它在智能車輛輔助駕駛導航的安全距離測量中應用極廣。
參考文獻
人體感應技術范文3
關鍵詞 節能照明；聲控；光控；人體感應；觸控
中圖分類號TU113 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2011）52-0158-01
為了高效節約高校照明用電，本文設計一種基于單片機的節能照明控制系統，通過光電檢測模塊、聲音控制模塊、觸控模塊和人體紅外檢測模塊來分別采集學校的光照強度和各區域人數的分布情況,實現燈的自動開關控制,進而達到節能目的。它是集聲控、光控、人體感應以及觸控于一體的多功能節能控制系統，可廣泛應用于走廊、教室、校園路燈等智能控制。根據照明控制系統的設計，更能體現其在節能與管理方面的優勢，提高學校的科學管理水平，將是未來校園節能領域的首選。
1 系統總體設計
以一棟樓宇的照明作為實驗對象，包括室內照明、走廊樓梯照明，還有樓宇外的路燈照明。我們的控制方案為：路燈控制采用光控，選擇合適的感光元件，感受開關周圍自然光的亮度。當白天開關周圍的亮度足夠高時，燈一直熄滅狀態，可以充分利用自然光，只有到了晚上，燈才會亮。房間內采用光、聲、紅外同時控制，保證控制精度，充分體現控制器的優點，更加節能。走廊和樓梯可采用光和聲相結合。我們采用51單片機控制技術為核心開發新型照明控制器，由于單片機的接口數量有限，不能滿足如此多的信號輸入和輸出，所以必須對單片機接口進行擴展。如圖1所示。
圖1 系統框圖
2 硬件部分
光控模塊是由一些常用的光敏器件和晶體管組成。用于探測自然光的有無及強弱，為控制器提供燈亮、滅的依據。在本控制系統中，所選用的光控傳感器是光敏電阻。入射光強，電阻減小，入射光弱，電阻增大。如圖2所示。
圖2 光控模塊 圖3 聲控模塊
聲控模塊是使用與人類耳朵相似具有頻率反應的電麥克風。聲波使話筒內的駐極體薄膜振動，導致電容的變化，而產生與之對應變化的微小電壓。如圖3所示，整個電路的功能就是將聲音信號處理后，變為電子開關的動作。即聲源產生的聲音信號，經聲電轉換器轉換成微弱的電信號，該信號經放大后送處理器處理，處理器將幅度、頻率不盡相同的一群聲波信號轉換成控制信號。
人體紅外線檢測模塊是一種能檢測人或動物發射的紅外線而輸出電信號，對溫度敏感的傳感器。由于當模塊檢測到人體在感應范圍內活動時以電平信號輸出，可方便與各類電路實現對接。具體電路不做詳細說明。
觸控模塊電路原理如圖4所示。電路中的主要元器件是使用了能夠定延時，消抖動，分頻，脈沖輸出的集成芯片NE555，電路結構簡單，工作可靠性高。整個電路的功能就是將人體電流信號處理后，變為電子開關的動作。
3 軟件設計
軟件設計的指導思想是在自然光充足時，系統會關閉所有的照明燈，無論外界有無聲音、有無人員，光感應器一直檢測判斷光照強度是否適合；當自然光不充足時，聲控傳感器、觸控傳感器、人體感應探頭開啟接收信號，檢測信號輸入，判斷是否能夠開啟電燈；一旦觸發電燈工作，又由延時部件控制其工作時間；最后又回轉檢測自然光是否充足。軟件流程如圖5所示。
圖4 觸控模塊 圖5 軟件流程
4 結論
設計的節能照明控制器電路的特點是結構簡單、制作容易、使用方便。經多次使用，性能良好。作為一個智能化節能照明控制系統，能在光、聲、觸、人體感應的控制下實現電路的導通與截止；能夠根據不同的外界環境自動開啟/關閉教室燈、走廊燈和路燈；響應時間較快。由此說明，設計的這種控制器基本符合節能要求。
參考文獻
[1]李晉陽.智能型教室管理系統的設計與研究[J].電子測量技術，2008.
人體感應技術范文4
關鍵詞：C#；可視化控制；單片機
中圖分類號：TP273 文獻標識號：A 文章編號：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
中國可持續發展的關鍵在于資源的有效利用，節約能源則需要從生活的方方面面做起。以高校教室為例，由于教室日關燈的管理未盡實用科學，造成大量電力資源的無端耗費。目前各高校的教室燈光還停留在人工控制狀態，但由于教室數量多，每個教室的使用功能也各有不同，使得管理員無法對每個教室做到實時控制，經常出現教室亮燈卻無人，光線充足也亮燈的現象，造成不必要的電力資源浪費。以作者所在學的教學區為例進行計算，大約有30 000盞燈，每盞燈36W，按每天亮燈（從早晨8點到晚上9點正常運行）13個小時計算，扣除一年三個月的假期，每年教室照明的耗電量大約為389.08萬度，依照現行電價0.573元/度，學校在教學樓耗電上要支出約222.94萬元。若按每天只浪費用電2小時，則憑空流失的就有61.24萬度電，也就是要多支出34.3萬元。若全國高校均如此計算那將是難以估量的巨大電力資源浪費。為了解決這種情況，設計出高校教室照明節能控制系統，使教室日關燈能夠按教室使用模式亮燈，并且能通過上位機實時反映各個教室的亮燈情況，進而實現照明控制的智能化和可視化。
1 系統整體設計
系統采用由上/下位機組成的主從式結構，對教室進行分區域控制[1]。主機通過網絡控制各個教室之內的下位機，并對不同區域安裝光頻轉換器和人體感應傳感器，分別測量教室內的光強和人員分布情況，控制教室內不同區域的燈光開關，從而實現節能的智能化。
各個教室中的下位機以時間作為啟動和關閉系統的依據，而以光強及人體信號作為系統啟動后開關燈的判斷標準。在工作時間內，如有模式信號輸入，則系統進入相應的模式；若沒有信號輸入，則進入自習模式。倘若不在工作時間，如有手動信號輸入，則根據手動任務的設定實現運行；若無，則關閉所有的照明燈。
系統預置有不同的工作模式，可分為兩種：講課模式和自習模式，供用戶根據需要自行選擇使用，且各模式之間可以自由切換，操作起來亦更加便捷。下面對這兩類模式展開具體論述
1.1講課模式
由于每個教室所排課程的不同，可通過上位機PC軟件將對應課表下載到不同的教室，將“有課”、“無課”分別設置為“1”和“0”，并存儲在下位機的FLASH中[2]。下位機則處于定時工作狀態，每堂課開始的前5分鐘，教室中的下位機會進行一次判斷，如果對應有課，則開啟講課模式，教室燈光全開；如果沒有課，則關閉教室全部燈光，進入“自習模式”。
特別地，有時存在教師臨時更換上課地點，故講臺上也放置一個人體感應傳感器，在進入講課模式后，每隔5分鐘探測一次講臺上是否有人上課，并依次執行兩次同樣的操作，再將兩次的檢測結果取邏輯“或”運算。如果為“真”，則說明有人上課，繼續執行“講課模式”；如果為“假”，則進入“自習模式”。下位機的判斷過程如圖1所示。
圖1 下位機的判斷過程框圖
Fig. 1 Judging process frame of lower computer
1.2自習模式
將教室分為A、B、C、D四個區域，如圖2所示，每個區域房頂正中放置一個人體感應傳感器HC-SR501[3]和光頻轉換器[4]。
圖2 教室內區域劃分圖
Fig. 2 Zoning plan in the classroom
當下位機處于自習模式時，輸入參數為人體存在信號和光強度信號，若某區域的人體感應傳感器檢測到有效信號，系統就判斷此時光頻轉換器采集到的光強，如果高于設定閾值（光線較弱），則打開對應區域的日光燈；如果低于閾值（外界光線很強），無論教室是否有人，都不開燈，如圖3所示。
圖3 自習模式流程圖
Fig. 3 Flow chart of self-study mode
2系統具體設計
2.1上位機設計
用C#編寫含有以下2個功能的軟件[5]：
（1）能將課程表分別導入到各教室的下位機；
（2）能將各下位機的燈光開關狀態顯示在上位機界面。
將教學樓的所有教室組成網絡結構，如圖4所示。管理人員通過上位機PC上的軟件實現對各個教室的全程監控，再用MSP430芯片制作一個中轉控制器[6]，如圖5所示，將其作為上下位機間的樞紐，保證通信的有效性。
以一個教室為例，下位機接收并讀取課表信息，若顯示有課，則下位機工作在上課模式。開始工作時，系統默認初始設置為所有的燈均是亮的，繼而判斷教室A，B，C，D四個區域的光強是否超過默認閾值來決定該區域燈是亮還是滅，避免光強充足但仍然亮燈而造成的不必要浪費。若顯示無課，則下位機工作在自習模式，初始狀態設置四個區域燈全亮，A，B，C，D四個區域的人體感應檢測器統計四個區域的人數，記錄人數并和教室亮燈情況一同以數組形式回傳給上位機，使上位機可以直接查詢每個區域的亮燈情況和區域人數，人工調節區域亮燈情況并將調整后的數據復傳給下位機，控制教室四個區域的燈亮燈滅，具體流程如圖6所示。
圖4 系統網絡結構圖
Fig.4 System network structure diagram
圖5 中轉控制器硬件圖
Fig.5 Relay controller hardware diagram
圖6 下位機控制某教室亮燈情況的流程圖
Fig.6 the lower computer controlling classroom flow
（1）上位機讀取Excel表格信息
將課表信息存儲在Excel表格中，并將此課表信息文件存放在指定位置，方便窗口程序讀取文件[7]。讀取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；
}
在窗口程序中選擇教室編號，讀取表格并將相應教室上課列表信息顯示出來，使操作員能夠清晰地了解教室的課程信息。窗口程序效果圖如圖7所示。
圖7 上位機窗口顯示的課表信息
Fig.7 the schedule information of PC window
（2）傳輸課表信息給下位機
按照與下位機已有的約定，設置相應數據包頭，將課表信息按順序放置在數組中，打開端口將數據傳輸給下位機，并檢查數據傳輸是否超時。傳輸數據的程序如下：
private void button5_Click（object sender， EventArgs e）
{ int l；
if （serialPort1.IsOpen == true ）
{
if （button5.Text == "建立連接"）
{
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 == "傳輸"）
{
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（"請先連接串口"）；
}
}
通過該程序將課表傳給相應教室的下位機，并完成存儲，同時也要實時地更新課表信息。
下位機將教室各區的亮燈情況，以及各區統計人數均以數組的形式回傳給上位機，上位機讀取數據后將相應教室的信息顯示在窗口程序中，方便操作人員明確了解各個教室中各區的亮燈情況和各區人數，進而做出相應的亮燈調節，操作人員的操作界面簡圖如圖8所示。
圖8 上位機的操作界面
Fig.8 The PC interface
2.2下位機設計
下位機的課表、燈光信息存儲在單片機FLASH中，以此來實現掉電保護。系統還加入密碼控制，從而增加系統運行的安全性。通過鍵盤完成設定密碼、初始化時間。時鐘模塊采用芯片DS1302[8]，該芯片不僅能夠顯示秒、分、時、日期、月份和年份信息，還可實現掉電保護，為時鐘電路提供電源，如圖9所示。
圖9 下位機硬件圖
Fig.9 Hardware diagram
下位機以時間作為啟動和關閉系統的依據，而以光強及人體信號作為系統啟動后開關燈的判斷標準。系統中將時間作為控制依據進一步加強了對節能的監管，且明確了工作時間與非工作時間的界限。
具體來說，將6：00～22：00設置為工作時間，在工作時間段內系統自動在“講課模式”和“自習模式”之間隨時間變化而不斷切換；在非工作時間內，系統自動關閉，實現節能。而系統在不同的模式下開關燈的標準不同，講課模式下燈光自動全開，也可根據需要手動強制開關燈；自習模式下，將人體感應模塊HC-SR501參數設置為1分鐘延時和可重復觸發，光頻轉換模塊閾值設定為白天不低于150lx，晚上不低于200lx。當有人體信號后，判斷此時光強，若高于閾值不開燈，低于閾值開燈。這樣只要人仍在有效探測區域內，人體感應傳感器便能不斷檢測到，延時也進行了重復觸發，而不在時，該區域燈滅。如此即實現了人到燈開，人走燈滅。
3 結束語
系統設計從低碳、環保的理念出發，立足于節能，適用于高校教室照明控制。采用多模式控制，實現各模式之間的自動轉換，滿足教室上課、自習、多媒體等多用途的需求。通過合理安排時間以及綜合處理人體和光強信號，來實現燈光的智能開、關，從而達到節能的智能化；通過C#編寫的窗口程序和MSP430單片機的結合，下位機上傳的數據可在上位機中進行可視的實時監控。智能化和可視化是該節能控制系統的兩大優點。
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人體感應技術范文5
摘要：
采用Comsol仿真軟件和人體模型計算分析倒三角較貼近實際的帶弧垂特高壓交流輸電線路對人體產生的電場效應，并與理想直導線的結果進行對比。結果表明，人體以及人體附近電場和感應電流分布不均勻，體外電場最大值集中于人體頭部表面上方，關節連接處和端部的電場、感應電流密度較大。帶弧垂特高壓輸電線路在人體各組織產生的電場和感應電流密度均較理想筆直導線線路下高約17%~19%；與國際非電離輻射防護委員會導則限值相比較，電場強度無論是對專業人員還是普通民眾均在ICNIRP導則限值范圍內；而感應電流密度除人體腿部下部、頭皮與頸部連接處附近的略高于ICNIRP導則中普通民眾的限值外，其他均在ICNIRP導則限值范圍內。兩種類型特高壓輸電線路所產生的電磁輻射對專業人員是安全的，對普通民眾應注意適當的防護。
關鍵詞：
特高壓交流；弧垂；理想直導線；電場；感應電流密度
頻率在0~300Hz之間的低頻電磁場暴露生物效應正越來越成為研究熱點。其中以對人體的研究最為火熱，如低頻脈沖電磁場對骨骼愈合促進作用、低頻電磁場影響人體細胞生長分泌、變電站電磁輻射對人體的影響等[1-4]。低頻電磁場在給人們帶來好處的同時也會帶來危害。長期暴露在低頻電磁場下會干擾人體機體組織之間的內部通訊，而對腦部未發育健全的青少年來說，影響更為明顯[5]。低頻電磁場可以導致頭痛、耳鳴、神經障礙等癥狀，另外，患腦瘤、白血病的風險也會增加[6-7]。在我國，以工頻電磁場應用最為廣泛。如變電站、高壓電線、家用電器等就是采用工頻交流電。對人體的影響主要是由于工頻電磁場與人體的相互作用，在人體及其附近產生了較大的電場和在人體感應出了較大的感應電流。相關研究表明，當人體感應的電場和感應電流密度超過一定的閾值會對人體產生危害，尤其是神經組織和肌肉組織等。為防止電磁輻射對人體造成傷害，國際非電離輻射防護委員會做出了規定[8-9]，對于50Hz工頻，電網工作人員頭部和軀體的暴露電場閾值為0.8V/m，感應電流密度閾值為10mA/m。普通民眾頭部和軀體的暴露電場閾值為0.4V/m，感應電流密度閾值為2mA/m。另外，由于中樞神經系統是人體神經系統的主體部分，為防止對其造成損害。故該委員會對中樞神經系統的暴露電場和感應電流密度做出了嚴格的規定，對于50Hz工頻電磁場，電網工作人員中樞神經系統暴露電場閾值為100mV/m，感應電流密度閾值為10mA/m2。普通民眾中樞神經系統暴露電場閾值為20mV/m，感應電流密度閾值為2mA/m2。由于社會對電能需求的不斷增加，近幾年，我國正大力發展1000kV及其以上特高壓輸電，這對于國家的“西部大開發”、“全國聯網”等戰略有著至關重要的作用。同時，由于特高壓輸電建設的加快，其輸電線路對附近人體和環境造成的影響也逐漸被關注。國內外不少學者對于特高壓輸電線路桿塔附近的電磁場進行了研究，也有一些學者探究特高壓輸電線路產生的電磁場與人體之間的相互作用，大多采用理想直輸電線路作為線路模型，且線路模型采用二維或者較短的三維輸電線路模型，比較接近實際的考慮到導線的弧垂也比較少[10-11]，同時，研究的人體模型簡單[12]，將人體各組織以同一電磁參數來考慮[13]，這與實際不相符。本研究采用較貼合真實情況的三維帶弧垂輸電線路模型，選取的輸電線路長度貼近實際檔距，對人體進行了較合理實際的建模，并將帶弧垂特高壓輸電線路對人體產生的電場效應與理想直導線的仿真結果進行對比，而后將兩者與ICNIRP標準中的電磁暴露限值進行比較，對我國特高壓輸電線路附近的電磁輻射進行科學的評估，同時也能為我國的特高壓電磁輻射防護標準的制定作參考。
1原理與模型
1.1原理
研究電磁學問題，首先需要電磁學的基本方程組。人體各個組織和器官屬于電磁場的介質，特高壓輸電線路下方人體產生的感應電場和感應電流密度，與人體的各個組織的電導率、相對介電常數、幾何形狀等都有關系，因此，采取接近實際的人體模型和電磁場參數是很重要的。
1.2Comsol仿真簡介
Comsolmultiphysics是一款大型的高級數值仿真軟件。廣泛應用于各個領域的科學研究以及工程計算，模擬科學和工程領域的各種物理過程。Comsolmultiphysics是以有限元法為基礎，通過求解偏微分方程或者偏微分方程組來實現真實物理現象的仿真，用數學方法求解真實世界的物理現象。本次采用Comsolmultiphysics的AC/DC模塊中的EC(Electriccurrent)物理場來進行求解，取人體腳面與空氣域底面接地，空氣域最為電絕緣。計算機內存為12G，帶弧垂仿真模型剖分網格自由度為1074531，計算時間約40min，直導線仿真模型剖分網格自由度為974607，計算時間約32min。
1.3模型
1.3.1人體模型
設人體單個組織內部的介質是均勻分布的。人體在50Hz條件下各個組織的電導率和相對介電常數[14]見表1。特高壓輸電線路下方的人體模型主要分為4個部分進行考慮，頭部由3部分組成，頭皮、顱骨、腦組織，三層球頭半徑分別為0.092、0.085、0.080m，軀體作為第4部分。人于輸電線路正中位置，面向傳輸方向。頭部和軀體具體尺寸如圖1所示。
1.3.2輸電線路
本次模型特高壓輸電線路為1000kV級，各相導線對地電壓有效值為I（10001.05）/3約為606.2kV。導線采用六分裂LGJ-630/45型，子導線直徑為33.6mm，分裂間距為0.4m。特高壓輸電線路桿塔如圖2所示。針對經過比較平坦地區的特高壓輸電線路，實際檔距能達到300~500m左右[15-16]，取一段檔距為400m，并做出以下規定[17]：(1)特高壓輸電線路兩端懸掛點等高。(2)計算只考慮線路主體部分，而不考慮桿塔、絕緣子等物體產生的電磁場。(3)架空輸電線路是理想的柔性導線，只承受軸向拉力。(4)架空輸電線路荷載沿導線均勻分布。架空輸電線路如圖3所示。架空輸電線路的懸掛線方程[18-19]為：000=(coshcosh)+2xLyH(12)式中：0為導線水平應力(MPa)；為導線比載(MPa/m)，L為檔距(m)，H為懸掛點高度(m)。氣象條件[20-21]選晴天、無冰、風速小于10m/s，此時，0=63.504MPa，=34.047×10−3MPa/m，L=400m，H=37。整理上述懸掛線方程可得：y=1865.19×cosh(5.36×10−4x)−1840.16(13)相比理想中的直導線，實際中導線的最大弧垂為10.733m。
2結果
2.1電場強度
2.1.1人體及其附近電場
特高壓輸電線路下方的人體表面附近會產生很大的電場，遠高于同一高度空氣中的電場強度。原因是由于處在電場中的人體端部會聚集大量的電荷產生的極性效應的緣故。電場強度最大值部分集中于人體的頭部，其次是集中在人體的手臂，如圖4所示。左為實際中的弧垂導線（達到64kV/m），右為理想直導線（達到53.1kV/m），以下皆同。而在人體內部，其電場強度遠小于人體表面的電場強度，原因是人體機體組織擁有比較大的介電常數等，對電場起了衰減作用。人體內部電場強度比較大的地方，則在組織關節的連接處（左達到0.105V/m，右達到0.0876V/m），如圖5所示。
2.1.2頭部電場
對于人體頭部，分為3層，頭皮、顱骨和腦組織，整個頭部的電場分布見圖6，腦組織部分如圖7所示?？梢园l現人體頭部縱向看，電場強度最大值位于顱骨位置，并且集中于中間，頭部電場強度最大值分別達到21、17.4mV/m。頭皮部分電場強度最大值位于與頸部接觸附近。顱骨部分電場強度最大值位于中心位置。腦組織部分電場強度最大值分別達到9.66、8mV/m，位于腦組織下方。在頭部中心水平面，取一切面，頭部電場分布如圖8所示。腦組織電場分布如圖9所示，頭部電場強度最大值位于腦組織中心部分，分別達到3.9、3.23mV/m，神經中樞位置電場強度達到最大值。電場強度大小依次為腦組織中間部分、顱骨、腦組織外側部分和頭皮。
2.2感應電流密度
2.2.1人體感應電流密度
在特高壓輸電線路下方的人體內部產生感應電流。電流密度大小，則與人體機體組織的電導率、幾何形狀等相關。人體的感應電流密度分布如圖10所示，感應電流最大值位于腳與地面的接觸位置，次之則位于腿與腳的連接處，最大值分別達到了7.01、5.71mA/m2，其他，則感應電流密度較大值都位于機體組織的連接處、尖端處，也是由于極性效應產生的效果。
2.2.2頭部感應電流密度
人體頭部頭皮電導率比較大，感應電流密度比較大。而最大值則位于頭皮與頸部連接的地方，如圖11所示，顱骨縱切面感應電流密度分布如圖12所示，腦組織縱切面感應電流密度分布如圖13所示。頭皮與頸部連接位置的感應電流密度最大值分別達到5.53、4.45mA/m2，顱骨感應電流密度最大值集中于顱骨下部中間位置，最大值分別達到0.48、0.399mA/m2。，其最大值集中于腦組織下方中心軸位置，最大值達到0.483、0.401mA/m2。在頭部中心位置取水平切面，頭部感應電流密度分布見圖14。腦組織感應電流密度分布見圖15?？梢钥吹?，在頭部水平切面，頭皮的感應電流密度最大，其次為腦組織，顱骨。因為頭皮的電導率在3層頭模型中最大，頭皮感應電流密度最大值分別達到了1.35、1.12mA/m2。而腦組織中樞神經系統的感應電流密度較大值部分，集中在腦組織中間位置，分別達到了0.195、0.162mA/m2。將帶弧垂和理想的特高壓輸電線路對人體各個組織產生的電場效應仿真結果整理，如表2所示。
3討論
本文分析了在較實際情況下帶弧垂導線和理想直導線的1000kV級特高壓交流輸電線路對其下方人體的電效應，得出以下結論：特高壓交流輸電線路下方，由于人體幾何形狀的不規則以及各組織的介電常數和電導率之間的不同，人體內部的電場和感應電流分布是不均勻的，同時在極性效應的作用下，人體表面附近的電場強度遠大于人體內部的電場強度，最大相差數量級達到105以上，電場較大值集中于人體頭部表面，其次是手臂附近。在人體內部，在一些關節連接處及其端部，電場也比較大，軀體的電場強度大于頭部的電場強度。對于3層頭部，感應電場最大值集中于頭部下方顱骨位置。整個頭部，頭部下方的感應電場普遍比頭部上方的大。感應電流密度方面，軀體的感應電流密度比頭部大，腿部感應電流密度比軀體其他位置大。對于人體頭部，頭部下方普遍大于頭部上方。頭部感應電流密度較大值位于頭皮。實際情況中帶弧垂導線比理想直導線在人體內的電場強度和感應電流密度大小方面大約高出17%~19%。與ICNIRP限值相比較，電場強度方面：人體最大電場強度位于腳與腿連接處，為導則普通民眾限值的1/4左右；腦組織下部電場強度不到導則中普通民眾CNS限值的1/2，故實際CNS中的感應電場強度則更小。感應電流密度方面：對專業人員，人體各部位均未超過導則中專業人員的感應電流密度限值。對普通民眾，對于頭部，頭皮與頸部連接處附近則超過了ICNIRP規定的普通民眾限值，頭部顱骨、腦組織感應電流密度則低于導則中普通民眾限值的1/4，故CNS中的感應電流密度則更?。欢|體和人體的的腿部下方感應電流密度則超過了ICNIRP規定的普通民眾限值。檔距為400m的三維帶弧垂輸電線路和理想直導線以及比較真實的人體模型能夠比較真實的反應特高壓交流輸電線路對人體的電場效應狀況，帶弧垂特高壓輸電線路在人體各組織產生的電場和感應電流密度均較理想直導線線路下要高，兩種類型特高壓輸電線路所產生的電磁輻射對專業人員是安全的，對普通民眾應注意適當的防護。本研究結果能夠比較真實的反應特高壓交流輸電線路的輻射情況，對生物的輻射研究能起到一定的推動作用。但還存在不足之處，需對人體進行更加詳細地分析。
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人體感應技術范文6
1 大眾體感——Leap motion
Leap motion是面向PC以及Mac的體感控制器制造公司Leap旗下的體感控制器，于2013年2月27日。
Leap motion的原理是是通過紅外LED和攝像頭以不同于其他運動控制技術的方式來完成對手指手勢的追蹤的捕獲，它能同時追蹤幾十萬個目標，并且對捕獲到的手勢信息進行相應的識別處理，然后結合相應的軟件進行具體的操作。Leap Motion體感控制器支持Windows 7、Windows 8以及Mac OS X 10.7及10.8，可以在PC及Mac上通過手勢控制電腦。
2 Leap motion提供了一種全新的體驗
告別鼠標玩游戲
目前幾大游戲主機巨頭都相應地推出體感設備來幫助用戶獲得區別于平常的鼠標鍵盤或者手柄的不一樣的游戲體驗，可以說游戲帶動了體感設備的發展。Leap motion也不例外，它也有與之配合的專屬程序市場，覆蓋了了從Windows到MAC OS的眾多平臺。
在游戲中隔空操作的樂趣和吸引力不言而喻，從握緊拳頭到展開五指，它都能很好地識別。舉個例子，在《Digit Duel》這款“打手槍”游戲中，如果換成目前普遍的鼠標來進行操作的話，它就是一款普通的射擊游戲，不會引起玩家太多的興趣。但是加上Leap motion之后，你可以在空中做出一個持槍的動作，在射擊時用你的雙手模擬扣動扳機來進行開槍，代入感非常強，而且除了空氣，你的手不會受到任何束縛，那種無拘無束自由操作的感覺是握著鼠標的普通玩家無法比擬的。但是有一點必須要承認的是Leap motion的射擊識別精確度確實不如鼠標，這也是現階段無法解決的。
提供更加直觀便捷的信息展示
如果Leap motion只能用來玩游戲，那它也就是一款普通的體感設備而已。在其他方面，一些在教育和科學上面的全新應用是它受到如此多關注的重要原因之一。比如只管有效模型展示是教育中重要的環節之一，像DNA分子模型之類的三維體，在電腦上面只能顯示一個平面，需要不斷調整X、Y、Z三軸的參數采用讓學生看到不同的一面的結構，用傳統鼠標非常麻煩。
這個時候我們迫切的有一種想法：想把手伸進屏幕之中抓起來自由旋轉挪移到自己想看的那一面，因為我們的手是最靈活的工具，它可以最有效率地執行我們大腦的命令。Leap motion可以追蹤你的手勢并進行相應的操作，旋轉平移的感覺會讓你有一些科幻電影里的氛圍，相當神奇。大名鼎鼎的Google Earth也支持Leap motion上網，操作Leap Motion 官方 YouTube 上的展示影片里面遨游地球感覺非常之棒，就好像坐著飛行器在地球表面飛行一樣。其中也可以放大縮小等基本的地圖操作，揮揮手環游世界不再是夢。
可能在特殊行業發揮更多的作用
對于行業用戶來說，沒有比提高工作效率更讓人興奮的了，也許Leap motion這一類產品的出現可以做到效率提升。就像上面提到的DNA模型展示，Leap motion也可以與一些三維制圖軟件，比如CAD、catia、PRO/E和Solidwork等進行相應的融合，此類軟件強大的三維制圖能力是毋庸置疑的，可是如何進行更方便地展示交流，確實需要Leap motion一系列手勢感應操作來進行相應的提升改進。再者在一些特殊行業，比如醫生在手術時，借助Leap motion可以不用接觸，在空中操作看到病人的CT和核磁共振圖片等相關信息，非常有效！
3 Leap motion與其他體感設備的比較
目前來說比較成熟的體感控制設備有微軟的kinent和任天堂的Wii，其中又以kinent的原理與Leap motion最為相似。
原理類似，側重點不同
以微軟kinent為例，它的原理也是通過CMOS紅外傳感器通過黑白光譜的方式來感知環境：純黑代表無窮遠，純白代表無窮近。黑白間的灰色地帶對應物體到傳感器的物理距離。借助PrimeSense軟件和攝像頭偵測、捕捉用戶手勢動作，然后再將捕捉到的影像與本身內部存有的人體模型相對照。
每一個符合內部已存人體模型的物體就會被創造成相關的骨骼模型，系統再將該模型轉換成虛擬角色，該角色通過識別該人體骨骼模型的關鍵部位進行動作觸發。而Leap motion通過紅外LED和攝像頭以不同于其他運動控制技術的方式來完成對手指手勢的追蹤的捕獲，它能同時追蹤幾十萬個目標，并且對捕獲到的手勢信息進行相應的識別處理，Leap通過綁定視野范圍內的手、手指或者工具來提供實時數據，這些數據多數是通過集合或者圳數據提供！每一幀都包含了一系列的基本綁定數據，比如手、手指或者工具的數據，當然，他也能實時地識別場景中的手勢和自定義數據！用一句話來總結就是：kinent側重對人體全身動作的感應而Leap motion則關注于手上詳細動作的識別和控制。
跨平臺的優勢
微軟kinent和任天堂的Wii都是在自家游戲主機上使用，（注：微軟表示未來kinect可能在PC上面使用），范圍比較狹窄，并且主要應用在游戲領域，但由于背后支持的游戲廠商的強大配合研發能力，所以目前在游戲體驗上可能會比Leap motion稍優。而Leap motion作為后來者，目前獲得如此多的關注都實屬不易，其對于傳統PC平臺（MAC和Windows）的支持是一個不小的優勢，加上谷歌等廠商的支持，后續的相關跟進值得關注。
外觀精致，價格有吸引力
提到外觀，Leap motion對比其他體感設備占據了不少優勢，1.25cm x 3.04cm x 7.62cm的體積和40g的重量基本上沒有什么可挑剔的，做工也非常精湛，棱角處理得非常到位。類似于蘋果的簡約風格和鋁合金材質的運用造就了一個可以當家具裝飾品的小盒子。反觀kinent和wii，在材質做工和外形上都遜于Leap motion，特別是kinent，一副外星人偵察器的造型不得不讓人吐槽。而關鍵的價格，Leap motion以不到80美元（合人民幣490元）讓wii和kinent無地自容，可以這么說，僅憑那不俗的做工就值價了。
