光疗具有良好治疗效果,使用不同波长的光线照射后,生物体组织会产生不同的光效作用。研究表明蓝光照射会诱导生物改变自身细胞膜的渗透性,使该细胞内氢离子浓度指数值发生变化,将代谢物质转换成活性物质达到灭菌的作用,具有重要应用价值。现有蓝光光疗设备存在光源功率不够大、光源照度分布不均匀、系统控制稳定性差等缺陷,从而导致使用拓展效果较差。本文提出人工鱼群算法设计优化蓝光光源照度,设计完成光照均匀度更高、光强度控制输出更好、控制系统响应好、安全稳定性强的高强度蓝光光疗仪。本文主要工作如下:1.提出一种人工鱼群算法优化光源照度分布技术,制定光疗光源的优化方案,完成高强度蓝光光源的结构优化设计。依照现有光疗理论和技术选择波长460nm的蓝光为目标光谱。建立发光二极管的照度分布数学模型,结合群优化算法中鲁棒性更高、适用性更广的人工鱼群算法,设计能更好优化光疗仪所用光源照度均匀性的方法。按照优化方法设计光源优化方案,优化目标光源的排列结构。将通过优化方案得到的数据放入光学设计软件,采集分析其照度数据,实现光源的光学优化目的。2.设计满足高强度蓝光光疗仪控制能力强、运行安全可靠、光源驱动稳定性强的软硬件控制系统。本文设计的硬件控制系统是由STM32F0主控模块、光源工作温度检测模块、设备工作环境温湿度检测模块、光照强度检测模块、驱动电流检测电路、发光二极管驱动电路等构成。软件控制系统以匹配驱动各硬件控制结构为目标,设计开发核心控制程序、各传感器驱动程序、调光程序等。设计的软硬件控制系统通过各传感器对工作状态下的高强度蓝光光疗仪实现运行状态检测和判断,提高仪器的控制能力及使用安全性和可靠性。本文针对现有蓝光光疗仪的不足,从光源优化和光疗仪软硬件控制两个方向出发,制定参数指标,设计完成高强度蓝光光疗仪。测试数据表明使用优化方案得到的光源照度均匀性在圆形和矩形排列方案中分别提高10.4%和14.8%;光源实测照度大于稳定输出理论照度85%的考核指标,测试点光照强度超过30μW/cm~2/nm。光疗仪运行电流、温度、光源控制等数据的变化表明有较强的控制稳定性与安全性。