電子信息技術(shù)在LED照明中的應用

　　驅(qū)動芯片的輸出端通常是帶有一串LED,輸出的恒定電流就是LED的工作電流。輸出的電壓范圍越高，可帶的LED數(shù)量就越多。也有例外的情況，輸出端要并聯(lián)多串LED,這時，我們要給每串LED串聯(lián)一個小電阻來實現(xiàn)電流的分流。驅(qū)動芯片一般還有一個PWM(脈沖寬度調(diào)制)的端口，用于實現(xiàn)調(diào)光控制，這是實現(xiàn)智能照明的基礎。恒流驅(qū)動方案的優(yōu)劣，直接關(guān)系到LED照明的可靠性和使用壽命。因此，對LED驅(qū)動技術(shù)的研究，尤為重要。

　　調(diào)光層

　　LED照明之所以容易實現(xiàn)智能控制，是因為它容易實現(xiàn)調(diào)光控制。所有智能化功能的體現(xiàn)，都是通過調(diào)光功能實現(xiàn)的。對于LED照明調(diào)光的理解，不能只限于調(diào)節(jié)光的亮度，還包括對LED色溫和色彩的調(diào)節(jié)。這也正是LED照明能夠顛覆傳統(tǒng)照明的一個主要因素。調(diào)光技術(shù)的實現(xiàn)方式，有模擬和數(shù)字兩種。其中，數(shù)字調(diào)光主要是通過PWM(脈沖寬度調(diào)制)技術(shù)實現(xiàn)的，它是現(xiàn)在LED調(diào)光方案的主要手段。PWM信號可以通過對微控制器的編程實現(xiàn)，產(chǎn)生不同的占空比，從而實現(xiàn)LED照明的調(diào)光。設計一款LED“三調(diào)”(亮度、色溫、色彩)功能的集成方案，是這個層次的研究重心。

傳感器層

　　前面講到的驅(qū)動層和調(diào)光層，是從系統(tǒng)輸出的角度分析的。顯然，傳感器層就是智能系統(tǒng)的輸入了。它就像智能系統(tǒng)的眼睛和耳朵，能夠感受外部環(huán)境的變化，并把這些變化轉(zhuǎn)化成電學信號，傳遞給智能系統(tǒng)的大腦--中央處理器，進行分析和處理。在照明控制領(lǐng)域，我們關(guān)心的傳感器主要有：光敏傳感器，采集自然光的亮度信息;人體傳感器，檢測燈具附近是否有人的存在;溫度傳感器，采集外部環(huán)境的溫度信息;還有對系統(tǒng)工作時的電流電壓等數(shù)據(jù)的采集和分析。

　　協(xié)議層

　　沒有規(guī)矩不成方圓。要實現(xiàn)智能照明系統(tǒng)的內(nèi)部各個模塊間的有序協(xié)調(diào)工作，必須有一套完善的“規(guī)章制度”,用來傳達指令和執(zhí)行操作。這套制度就是智能系統(tǒng)的協(xié)議。在目前的照明行業(yè)中，有兩套比較成熟的協(xié)議，一是照明通信中的DALI(DigitalAddressablELightingInterface數(shù)字可尋址照明接口)協(xié)議，另一是實現(xiàn)RGB色彩控制的DMX512協(xié)議。遺憾的是，這兩套協(xié)議都不是為LED照明量身定做的。對于LED照明控制相關(guān)協(xié)議的研究，現(xiàn)在也是一個熱點，國際上還沒有統(tǒng)一的標準。這對我們來說，也許是個機遇!

　　通信層

　　在電子信息領(lǐng)域，協(xié)議的傳輸，是以通信技術(shù)為載體來實現(xiàn)的。LED照明中通信，主要有三種方式：總線方式、電力線載波方式和無線射頻方式?？偩€方式，以其技術(shù)成熟，可靠性高，組網(wǎng)簡單，成本適中等優(yōu)點，是目前應用最多的通信手段，如RS485總線。電力線載波方式，是通過交流電網(wǎng)來傳遞協(xié)議，免去了重復布線的成本，應該說是一種優(yōu)秀的通信手段。但是，它對電網(wǎng)的質(zhì)量要求很高，鑒于目前我國電網(wǎng)的諧波污染很嚴重，這種方式是否適合我國國情，還有待考證。無線射頻方式，現(xiàn)在最熱門的技術(shù)是ZigBee.它是一種新興的短距離、低速率、低功耗無線網(wǎng)絡技術(shù)。

　　操作層

　　這個層次實現(xiàn)了用戶和系統(tǒng)的信息交互。對于人機交互軟件的設計，操作簡單，界面友好，便于維護和升級，應該是首要考慮的因素。按照應用的場合不同，交互軟件可分為兩大類：一類運行于嵌入式系統(tǒng);另一類運行于PC機。

　　系統(tǒng)實現(xiàn)層

　　在這個層次，我們是對控制系統(tǒng)做全局的分析和設計，利用前面7個層次的研究成果，完成整個系統(tǒng)的搭建。也就是說，這個層次的設計是以前面7個層次為基礎的，是對前7個層次研究成果的綜合。