针对现有室内可见光三维定位系统存在的计算复杂、精度低等缺点,提出了一种基于免疫算法的室内可见光高精度三维定位系统。免疫算法是受生物免疫系统的启示而设计出来的一种具有全局寻优能力的智能算法,可以用于解决全局优化问题,而基于可见光通信(VLC)的室内定位,可以将其转化为全局优化问题。因此,在三维室内定位中,可以通过免疫算法获得最佳的接收机坐标。由于系统噪声和系统中使用的设备不完善,接收器和发射器之间的距离偏离实际值,产生定位误差。通过将误差修正因子引入免疫算法,可以精确地确定接收机在三维空间中的坐标。仿真结果表明,在3 m×3 m×4 m的室内环境中,80次迭代的定位误差为0.69 cm。多点定位测试的平均定位误差为2.13 cm。运动场景定位的扩展实验也表明,所提方法96.04%的定位误差在1.7 cm以下,优于现有的三维可见光室内定位方法。因此,基于免疫算法的室内可见三维定位系统可以实现高精度的定位服务,在各种室内定位场景中具有潜在的应用价值。

根据全日日光色温和亮度的变化曲线，利用RGBW四色LED混光模拟全日日光色温和亮度的变化，并采用遗传算法优化混合光的显色指数.采用Matlab进行仿真，并基于Arduino开源平台搭建日光模拟系统对仿真结果进行验证.实验表明，该策略可准确模拟全日日光色温和亮度的变化规律，同时通过遗传算法的优化可使LED混合光兼具最优的显色性能，验证了所提策略的正确性和有效性.该策略可应用于密闭环境照明、植物照明等特殊照明领域的日光模拟仿真试验和工程实践.

根据RGBW四色混光原理，采用脉冲宽度调制(PWM)调光方式，建立目标色坐标与占空比的关系方程，采用遗传算法对混合光的光通量和一般显色指数进行多元约束下寻优，在3 571~11 082 K色温范围内选取13组目标色温，采用Matlab软件进行优化仿真，最后通过实验验证。结果表明：采用遗传算法对混合光进行光通量最大化寻优，能够使混合光的光通量最高可达166.062 lm；采用遗传算法对一般显色指数进行最大化寻优，能够使混合光的一般显色指数最高可达88.3。为了保证混合光光源同时兼具高光通量和高显色性能，采用遗传算法对光通量和一般显色指数同时寻优，并采用Matlab进行模拟实验，结果表明：通过同时优化光通量和一般显色指数，能够保证混合光的一般显色指数大于82时兼具适用于大多数照明场所的高光通量。

多个参考点光源间的信号相互干扰，使得室内可见光通信定位系统的精度不高。为此提出一种基于码分多址（CDMA）调制的可见光定位算法，利用扩频码的正交性，对每个发光二极管（LED）所发出的身份识别（ID）信息进行扩频处理，在克服了码间干扰的同时，提升了信道的容量。接收端由自适应滤波器分辨出解扩后的ID信息以及对应的信号强度，根据ID信息确定定位的位置区域，根据衰减强度确定定位点与各LED的距离，利用接收信号强度（RSS）三角定位算法实现接收机的定位，并采用分集接收技术来提高接收增益以提升定位的精度。仿真结果表明，该定位系统最大误差为6.18 cm，超过88%的定位点的测量精度被控制在5 cm以内。该系统不仅实现了较高精度的定位，而且易于控制、稳定性好，具有广阔的应用前景。

为了计算自然光照度，需要从CIE定义的15种天空类型中正确选择一种对应当前实际天空。首先根据朝向太阳与背向太阳的垂直天空照度的比值将15种天空类型划分为6组，然后根据天空光透过窗口在空间模型两个不同测量点形成的照度的比值对6组天空类型做进一步划分，最终实现对CIE定义的15种天空类型的选择。将天空类型的选择结果与实际天空类型相比较，结果表明，这种天空类型选择方法所得结果可以准确地对应当前实际天空类型。

发光二极管(LED)的结温变化、老化等问题会导致色温、色度等参数的漂移,目前的模拟调光和脉冲宽度调制(PWM)调光方式都不能解决这一问题,研究发现平均电流影响光通量,峰值电流影响色温,因此提出了一种PWM 和脉冲幅度调制(PAM)调光技术,在保持驱动电流脉冲平均值不变的情况下,调节电流脉冲的幅值来补偿色温漂移.设计了一个基于PWM 和PAM 的LED 驱动器,实验验证了当平均电流相等时,光通量相等,改变峰值电流时,色温改变.因此,提出的一种PWM 和PAM 调制技术在实际调光过程中可以对色温进行补偿,解决了LED 结温变化、老化等问题导致的色温漂移问题.

掌握任意时间天空亮度的分布情况是充分利用自然光、实现智能照明的基础。以国际照明委员会(CIE)15种天空类型及其给出的天空亮度计算公式为基础，对天空亮度计算公式中各个参数的计算方法进行了研究。使用这一计算方法，只需知道当地的经纬度、日期以及当前天空属于哪种天空类型，就可计算出其任意时间的天空亮度分布。从已有的可靠的天空亮度分布实测数据出发，将天空亮度分布的计算值与实测值进行比较，分析了计算值与实测值之间的误差。结果表明，通过计算得出的天空亮度分布数据能较好地与实测数据相吻合，因此可以用天空亮度分布的计算值代替实测值作为节能调光的重要数据。

采用ANSYS有限元热分析软件, 模拟了基于共晶焊接工艺和板上封装技术的大功率LED器件, 并对比分析了COB封装器件与传统分立器件、共晶焊工艺与固晶胶粘接工艺的散热性能。结果表明: 采用COB封装结构和共晶焊接工艺能获得更低热阻的LED灯具；芯片温度随芯片间距的减小而增大；固晶层厚度增大, 芯片温度增大, 而最大热应力减小。同时采用COB封装方式和共晶焊接工艺, 并优化芯片间距和固晶层厚度, 能有效改善大功率LED的热特性。

提出了一种基于塑料散热器无基板板上芯片(COB)封装方式，采用Ansys有限元热分析软件，与传统的陶瓷基板COB封装方式进行热仿真模拟对比分析。研究表明：将LED芯片直接封装在导热系数为20 W/(m·K)的塑料散热器上的COB封装方式，得到的LED结温明显低于金属基板的COB封装方式的结温，而与陶瓷基板的COB封装方式接近。进一步模拟分析可知，当塑料散热器的厚度为3.9 mm时，器件的总热阻最小，且随着塑料材料的导热系数和塑料散热器表面与空气间对流系数的增加，器件总热阻均有不同程度的减少。由于塑料材料具有容易加工及色泽丰富等优势，这种结构简单的新型封装方式具有广阔的应用前景。