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第1篇 光源基础 1

第1章 辐射与光的产生 1

1.1 辐射过程 1

1.1.1 自发辐射 1

1.1.2 吸收 2

1.1.3 受激辐射 2

1.1.4 能级 2

1.1.5 电离 3

1.1.6 复合辐射 3

1.1.7 谱线放宽 3

1.1.8 更复杂系统的辐射 4

1.2 固体热辐射 4

1.3 气体放电辐射 5

1.4 光致发光 8

1.5 电致发光 8

1.6 光源分类 9

1.7 光源的性能参数 9

第2章 热辐射光源 11

2.1 白炽灯 11

2.1.1 白炽灯工作原理 11

2.1.2 白炽灯结构 12

2.1.3 白炽灯类型 13

2.1.4 白炽灯工作特性 14

2.2 卤钨灯 15

2.2.1 卤钨灯工作原理 15

2.2.2 卤钨灯类型和结构 15

2.2.3 卤钨灯特性 18

2.2.4 卤钨灯的应用 18

第3章 气体放电光源 20

3.1 气体放电光源概述 20

3.2 荧光灯 20

3.2.1 荧光灯工作原理 20

3.2.2 荧光灯结构 21

3.2.3 荧光灯类型 23

3.2.4 荧光灯特性 24

3.2.5 荧光灯工作电路 27

3.2.6 荧光灯应用 30

3.3 高压汞灯 31

3.3.1 高压汞灯工作原理 31

3.3.2 高压汞灯结构 32

3.3.3 高压汞灯的类型及应用 33

3.3.4 高压汞灯特性 33

3.4 高压钠灯 35

3.4.1 高压钠灯工作原理 35

3.4.2 高压钠灯结构 36

3.4.3 高压钠灯特性 36

3.4.4 高压钠灯的类型及应用 38

3.4.5 高压钠灯工作电路 42

3.5 金属卤化物灯 43

3.5.1 金属卤化物灯工作原理 43

3.5.2 金属卤化物灯结构 44

3.5.3 金属卤化物灯的类型及应用 46

3.5.4 金属卤化物灯特性 47

3.5.5 金属卤化物灯进展 48

3.6 其他气体放电光源 52

3.6.1 低压钠灯 52

3.6.2 无极荧光灯 53

3.6.3 微波硫灯 54

3.7 各类光源性能的比较 55

第4章 光源镇流器和触发器 57

4.1 电感镇流器 57

4.1.1 确定节能型电感镇流器的方法 57

4.1.2 节能型电感镇流器应用状况 58

4.2 电子镇流器 60

4.2.1 电子镇流器的组成 60

4.2.2 荧光灯电子镇流器 61

4.2.3 HID灯电子镇流器 62

4.3 触发器 63

4.3.1 触发器的构造、原理和特性 63

4.3.2 叠加发生式触发器 63

4.3.3 两端倍压式单向脉冲触发器 65

4.3.4 金属卤化物灯专用触发器 66

第5章 发光二极管 68

5.1 LED的发光机理 68

5.1.1 LED芯片 69

5.1.2 LED的光引出与封装 70

5.1.3 LED的发光效率 70

5.1.4 LED的驱动 71

5.2 LED的性能与测试 72

5.2.1 LED的光电性能 72

5.2.2 LED的测试方法 73

5.2.3 LED的应用 76

第1篇参考文献 79

第2篇 灯具与照明基础 81

第6章 照明的视觉基础 81

6.1 人眼的视觉 81

6.1.1 视觉的生理基础 81

6.1.2 视觉特性 84

6.1.3 视觉功效 87

6.2 光度学基础 88

6.2.1 基本光度量 88

6.2.2 光度学心理量 89

6.3 色度学基础 90

6.3.1 颜色视觉 90

6.3.2 颜色的特性 91

6.3.3 表色系统 93

6.3.4 光源的色参数 95

第7章 照明灯具 97

7.1 灯具的功能 97

7.1.1 控光作用 97

7.1.2 为光源提供电气连接 98

7.1.3 对光源起保护作用 98

7.1.4 保证照明安全 99

7.1.5 装饰美化环境 99

7.2 灯具的分类 99

7.2.1 按灯具光通量分布分类 99

7.2.2 按防尘、防固体异物和防水等级分类 101

7.2.3 按防触电保护分类 102

7.2.4 按应用场所分类 103

7.2.5 按灯具的安装方式分类 104

7.2.6 按灯具所使用的光源分类 105

7.2.7 按安装面材料分类 106

7.3 灯具的光学特性 106

7.3.1 灯具的光度学数据 106

7.3.2 遮光角和眩光限制曲线 110

7.3.3 灯具效率和利用系数 111

第8章 照明设计 114

8.1 照明设计的基本内容 114

8.1.1 照明光照设计 114

8.1.2 照明电气设计 115

8.2 照明光环境的评价 116

8.2.1 影响照明光环境质量的因素 116

8.2.2 照明设计标准 118

8.3 照度计算基本方法 120

8.3.1 点光源直射照度的计算 120

8.3.2 线光源直射照度的计算 121

8.3.3 面光源照度的计算 123

8.3.4 从圆盘形光源产生的照度 124

8.3.5 从矩形面光源产生的照度 125

8.3.6 利用系数法 126

8.4 常用的照明计算软件 126

8.4.1 DIALux软件 127

8.4.2 AGI32软件 127

8.4.3 LITESTAR软件 128

8.4.4 Lumen Micro和Lumen Designer软件 129

8.4.5 Reality软件 129

第2篇参考文献 130

第3篇 照明控制系统核心元件 132

第9章 微处理器概述 132

9.1 MCU的定义 132

9.2 MCU的发展 132

9.3 MCU在照明控制系统中的应用 133

第10章 MCS-51单片机 135

10.1 单片机概述 135

10.1.1 单片机的发展历史 135

10.1.2 常用的单片机系列 135

10.1.3 MCS-51单片机的特点 136

10.2 MCS-51单片机的结构及引脚 137

10.2.1 MCS-51单片机的内部结构 137

10.2.2 MCS-51的引脚功能 137

10.2.3 MCS-51的时序及相关概念 139

10.3 MCS-51单片机的主要组成部分 140

10.3.1 中央处理器 140

10.3.2 存储器组织 141

10.3.3 并行I/O口 143

10.3.4 定时／计数器 145

10.3.5 MCS-51单片机的串行接口 148

10.4 MCS-51系列单片机指令系统 150

10.4.1 寻址方式 151

10.4.2 指令说明 152

第11章 片上系统 160

11.1 SOC概述 160

11.1.1 SOC的特点 160

11.1.2 SOC发展现状 160

11.2 C8051F×××高速SOC单片机 162

11.2.1 C8051F×××高速SOC单片机概述 162

11.2.2 C8051F02×系列MCU的主要特点 164

11.2.3 CIP-51内核 166

11.2.4 存储器 167

11.2.5 JTAG调试和边界扫描 168

11.2.6 可编程数字I/O和交叉开关 169

11.2.7 可编程计数器阵列 169

11.2.8 串行接口 170

11.2.9 12位模／数转换器 170

11.2.10 8位模／数转换器 172

11.2.11 比较器和DAC 173

第12章 FPGA简介 174

12.1 可编程逻辑器件的发展 174

12.2 FPGA概述 175

12.3 FPGA生产厂商及主要产品 176

12.3.1 Altera公司 176

12.3.2 Xilinx公司 177

12.3.3 Lattice公司 180

第13章 ARM处理器简介 183

13.1 ARM技术的应用领域及其特点 183

13.2 ARM体系结构的版本及命名方法 184

13.2.1 ARM体系结构的版本 184

13.2.2 ARM体系的变种 185

13.3 ARM处理器系列 186

13.3.1 ARM7系列 187

13.3.2 ARM9系列 187

13.3.3 ARM9E系列 187

13.3.4 ARM10E系列 188

13.3.5 SecurCore系列 189

13.3.6 StrongARM微处理器系列 189

13.3.7 Xscale处理器 189

13.4 以ARM为核的单片机 189

13.5 ARM处理器模式 190

13.6 ARM微处理器结构 191

13.6.1 RISC体系结构 191

13.6.2 ARM微处理器的寄存器结构 192

13.6.3 ARM微处理器的指令结构 193

13.7 ARM微处理器的选型 194

第3篇参考文献 194

第4篇 照明控制数据通信 196

第14章 网络化照明控制系统 196

14.1 照明控制系统的发展历程 196

14.1.1 照明控制系统的作用 196

14.1.2 照明控制系统的发展 198

14.1.3 功能照明的发展 201

14.2 照明控制系统的一般策略 201

14.2.1 控制系统的一般策略 202

14.2.2 分类场景照明要求 202

14.3 控制系统的一般组成方式 205

14.3.1 控制器和操作面板 205

14.3.2 调光镇流器 206

14.3.3 传感器 207

14.3.4 窗帘控制器 212

14.4 网络化的照明控制系统 212

第15章 基于DALI的照明控制方式 216

15.1 DALI的定义及系统架构 216

15.2 DALI控制器 217

15.2.1 镇流器编址 217

15.2.2 DALI设备 218

15.3 DALI的软件核心指令 219

15.4 DALI系统的优缺点及适用范围 220

15.5 DALI技术与模拟技术的比较 221

第16章 无线网络在照明控制系统中的应用 224

16.1 无线网络在照明控制系统中的应用 224

16.2 ZigBee的涵义 225

16.3 ZigBee联盟 225

16.3.1 ZigBee的广泛应用 226

16.3.2 ZigBee技术的优势及运用 227

16.3.3 ZigBee在照明控制系统中的使用 227

16.3.4 ZigBee和现有移动网的比较 229

16.3.5 ZigBee和WLAN技术的比较 230

16.3.6 ZigBee和Bluetooth的比较 230

16.3.7 物理设备和网络类型 231

16.3.8 网络拓扑的形成过程 232

16.4 IEEE802.15.4网络协议栈 234

16.4.1 IEEE802.15.4协议层次图 234

16.4.2 物理层 235

16.4.3 MAC子层 236

16.4.4 网络配置 237

16.4.5 网络关联 238

16.4.6 端点、接口、群集、属性和配置文件 238

16.4.7 端点绑定 240

16.4.8 数据传输机制 241

16.5 协议栈架构 241

16.5.1 协议栈层 241

16.5.2 协议栈API 242

16.5.3 应用支持子层 242

16.5.4 网络层 242

16.5.5 ZigBee设备对象 242

16.5.6 ZigBee设备配置层 243

16.5.7 介质访问控制层 243

16.6 ZigBee硬件组成 243

16.7 与DALI灯光控制系统的对比 243

第17章 电力线载波 245

17.1 电力载波通信技术介绍 245

17.1.1 电力载波技术基本原理 245

17.1.2 电力线载波技术的发展方向 249

17.2 电力载波通信信道特性分析 250

17.3 电力载波通信系统设计 252

第4篇参考文献 254

第5篇 实用照明自动控制技术 256

第18章 照明自动控制常用执行元件之一——晶闸管 256

18.1 晶闸管概述 256

18.1.1 晶闸管的结构 256

18.1.2 晶闸管的工作原理 257

18.1.3 晶闸管的阳极伏安特性 258

18.1.4 晶闸管的型号和主要技术参数 259

18.1.5 晶闸管使用中的保护问题 259

18.2 双向晶闸管 259

18.3 其他硅类控制器件 260

18.3.1 双基极二极管 260

18.3.2 双向二极管 261

18.3.3 门极关断（GTO）晶闸管 262

18.3.4 光控晶闸管 264

第19章 照明自动控制中常用执行元件之二——步进电动机 266

19.1 步进电动机的工作原理与结构 266

19.1.1 单三拍 266

19.1.2 六拍 266

19.1.3 双三拍 267

19.2 步进电动机的驱动 268

第20章 照明自动控制电路分析 270

20.1 光源通断控制 270

20.2 光源输出调节控制 273

20.2.1 电阻性负载光源的基本调光电路 273

20.2.2 电阻性负载光源的计算机控制调光 274

20.2.3 非阻性负载光源的调光概述 274

20.3 光源方向控制 276

20.4 霓虹灯控制技术 280

20.4.1 高压跳机控制 280

20.4.2 滚筒控制 280

20.4.3 电子程序式霓虹灯控制器 280

20.4.4 电脑霓虹灯控制器 281

第21章 可编程序控制器在照明控制中的应用 286

21.1 可编程序控制器的主要功能及特点 286

21.1.1 PC的主要功能 286

21.1.2 PC的主要特点 287

21.2 可编程序控制器的结构和工作原理 288

21.2.1 可编程序控制器的结构 288

21.2.2 PC程序的工作原理 289

21.2.3 PC中的存储区 290

21.3 可编程序控制器的分类 290

21.3.1 按照输入输出点数分类 290

21.3.2 按照结构分类 290

21.4 可编程序控制器的程序设计方法 291

21.4.1 编程语言概述 291

21.4.2 梯形图的主要特点 293

第5篇参考文献 293

第6篇 照明控制系统主要产品及工程实例第22章 主要厂家产品介绍 294

第23章 照明控制系统工程实例 300

23.1 工程实例1 300

23.2 工程实例2 302

23.3 工程实例3 304