智能綠色LED照明技術與應用

LED作為新一代光源，具有低電壓、低功耗、體積小、響應快、無污染、高可靠性和長壽命等一系列特點。由于它產(chǎn)生的光譜中沒有紫外線和紅外線，因而沒有熱量和熱輻射，并可減少二氧化碳和其它室溫氣體的產(chǎn)生，因而被認為是一種符合環(huán)保和節(jié)能的真正意義上的綠色照明光源。自上世紀90年代以來，日本、美國、歐盟、韓國、中國臺灣等國家和地區(qū)紛紛推出半導體照明計劃，促進LED照明技術研發(fā)。與此同時，世界著名的照明光源廠商也積極介入，與半導體材料器件廠商聯(lián)盟，大力開拓LED照明市場。在眾多力量的推動下，LED照明技術與產(chǎn)業(yè)取得了日新月異的進步，逐漸進入人們的日常生活。

　　綠色照明是美國國家環(huán)保局于上個世紀90年代初提出的概念。完整的綠色照明內(nèi)包含高效節(jié)能、環(huán)保、安全、舒適等4項指標。近年來綠色LED照明理念受到人們的關注。市場上也誕生了以LED為光源的各種類型、別具特色的產(chǎn)品。智能照明也逐漸受到大家的重視，特別是物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展。使得智能照明變得更加重要。智能照明不僅僅是指智能發(fā)光降低能耗，而且是涵蓋傳感、通訊、物聯(lián)網(wǎng)等多種現(xiàn)代化技術。本文討論智能綠色LED照明技術在通用照明、景觀照明和LED顯示屏中的運用以及微控制器、傳感器接口芯片、無線收發(fā)芯片和LED驅(qū)動芯片等微電子芯片在智能綠色LED照明中所發(fā)揮的作用。

　　1 智能綠色LED照明技術

　　1.1 智能LED照明技術

　　LED具有很好的可控性，由此可以開發(fā)出智能LED照明技術，智能LED照明技術通過外部傳感器和控制電路對LED進行實時監(jiān)控與跟蹤。自動平滑地調(diào)節(jié)LED發(fā)光的明暗和色彩，達到智能控制LED的目的。在智能控制軟件上，有完備的控制協(xié)議和控制方法，完善的人機接El，故障的自我診斷和提示：在硬件上，具有多種通信能力的手段。如無線、電力載波、可見光、紅外光。

　　智能LED照明技術具有如下優(yōu)點：

　?。?）控制智能化實現(xiàn)照明控制智能化，提高管理水平，減少維護費用；

　?。?）節(jié)能通過合理的管理，根據(jù)不同日期、不同時間、不同的照度，按照各個功能區(qū)域的運行情況預先進行光照度的設置；

　?。?）美化環(huán)境好的燈光設計可以營造出一種溫馨、舒適的環(huán)境，增添其藝術的魅力；

　?。?）延長燈具壽命大幅減少燈具無效照明時間，從而大大延長燈具壽命；

　?。?）照度的一致性采用光敏傳感器，可以達到室內(nèi)的光線保持恒定；

　?。?）與其它系統(tǒng)聯(lián)動智能照明可與其他系統(tǒng)聯(lián)動控制，例如BA系統(tǒng)，監(jiān)控報警系統(tǒng)、車庫刷卡系統(tǒng)。

　　1.2 綠色LED照明技術

　　綠色LED照明是將科學的控制技術與LED燈具相結(jié)合，帶來巨大的經(jīng)濟效益，節(jié)約能源和資金；綠色LED照明會使人們得到高品質(zhì)的照明環(huán)境。有益身心健康，改善學習、工作、生活條件；同時帶來社會效益，減少空氣污染，保護環(huán)境，體現(xiàn)現(xiàn)代文明的光文化。綠色LED照明要求節(jié)約能源，但綠色照明不能簡單地停留在節(jié)能的水平上，而是要從更高層次去認識其深刻含義。同時滿足對照明質(zhì)量和視覺環(huán)境條件的更高要求。要通過照明工程系統(tǒng)設計關鍵環(huán)節(jié)。同時，要盡量減少LED生命周期內(nèi)的污染物排放，采用潔凈自然光源和綠色材料，并要避免光污染。

　　1.3 智能綠色LED照明的網(wǎng)絡化控制

　　單個LED燈具即使采用智能綠色LED照明技術之后，也只是一個點，效果相對有限；如能實現(xiàn)多點LED燈具的網(wǎng)絡化控制，使之統(tǒng)一集中地照明管理控制，即由主控計算機對網(wǎng)絡內(nèi)的照明設備進行控制管理，并及時反饋給操作人員，對于充分發(fā)揮智能綠色LED照明技術優(yōu)勢與潛力有重要意義。

　　圖1所示是樓宇LED照明網(wǎng)絡控制方案，總控制器通過以太網(wǎng)連接到以太網(wǎng)接人器，以太網(wǎng)接入器端通過Zigbee無線網(wǎng)控制每個燈具，以模塊式的自動控制為主，手動控制為輔。圖2所示是景觀照明的智能網(wǎng)絡化控制.通過燈光場景實時控制服務器、燈光場景編輯工作站、開關燈及照明監(jiān)控工作站和配電柜測量控制節(jié)點與智能網(wǎng)橋通過TCP/IP以太網(wǎng)交換信息，實現(xiàn)智能控制，智能網(wǎng)橋再通過RS485總線傳輸控制信號到智能LED控制器，智能LED控制器再改變LED燈的開關、明暗和色彩。顯示屏的智能綠色控制如圖3所示，信息制作端和業(yè)務數(shù)據(jù)傳輸要顯示的信息到服務器，傳輸?shù)男畔⑼ㄟ^預覽審核之后，再將信息加密，通過專用內(nèi)網(wǎng)或者互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)絅多個LED顯示屏上，再通過信息解密將要顯示的內(nèi)容顯示在LED屏上。

　　2 智能綠色