智能綠色LED照明技術(shù)與應(yīng)用

LED作為新一代光源，具有低電壓、低功耗、體積小、響應(yīng)快、無(wú)污染、高可靠性和長(zhǎng)壽命等一系列特點(diǎn)。由于它產(chǎn)生的光譜中沒(méi)有紫外線和紅外線，因而沒(méi)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(rèn)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(jì)90年代以來(lái)，日本、美國(guó)、歐盟、韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣等國(guó)家和地區(qū)紛紛推出半導(dǎo)體照明計(jì)劃，促進(jìn)LED照明技術(shù)研發(fā)。與此同時(shí)，世界著名的照明光源廠商也積極介入，與半導(dǎo)體材料器件廠商聯(lián)盟，大力開(kāi)拓LED照明市場(chǎng)。在眾多力量的推動(dòng)下，LED照明技術(shù)與產(chǎn)業(yè)取得了日新月異的進(jìn)步，逐漸進(jìn)入人們的日常生活。

　　綠色照明是美國(guó)國(guó)家環(huán)保局于上個(gè)世紀(jì)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(xiàng)指標(biāo)。近年來(lái)綠色LED照明理念受到人們的關(guān)注。市場(chǎng)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(shù)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(shù)。本文討論智能綠色LED照明技術(shù)在通用照明、景觀照明和LED顯示屏中的運(yùn)用以及微控制器、傳感器接口芯片、無(wú)線收發(fā)芯片和LED驅(qū)動(dòng)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(shù)

　　1.1 智能LED照明技術(shù)

　　LED具有很好的可控性，由此可以開(kāi)發(fā)出智能LED照明技術(shù)，智能LED照明技術(shù)通過(guò)外部傳感器和控制電路對(duì)LED進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與跟蹤。自動(dòng)平滑地調(diào)節(jié)LED發(fā)光的明暗和色彩，達(dá)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(jī)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(wú)線、電力載波、可見(jiàn)光、紅外光。

　　智能LED照明技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)：

　　（1）控制智能化實(shí)現(xiàn)照明控制智能化，提高管理水平，減少維護(hù)費(fèi)用；

　?。?）節(jié)能通過(guò)合理的管理，根據(jù)不同日期、不同時(shí)間、不同的照度，按照各個(gè)功能區(qū)域的運(yùn)行情況預(yù)先進(jìn)行光照度的設(shè)置；

　?。?）美化環(huán)境好的燈光設(shè)計(jì)可以營(yíng)造出一種溫馨、舒適的環(huán)境，增添其藝術(shù)的魅力；

　?。?）延長(zhǎng)燈具壽命大幅減少燈具無(wú)效照明時(shí)間，從而大大延長(zhǎng)燈具壽命；

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

　?。?）與其它系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)智能照明可與其他系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制，例如BA系統(tǒng)，監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)、車庫(kù)刷卡系統(tǒng)。

　　1.2 綠色LED照明技術(shù)

　　綠色LED照明是將科學(xué)的控制技術(shù)與LED燈具相結(jié)合，帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)約能源和資金；綠色LED照明會(huì)使人們得到高品質(zhì)的照明環(huán)境。有益身心健康，改善學(xué)習(xí)、工作、生活條件；同時(shí)帶來(lái)社會(huì)效益，減少空氣污染，保護(hù)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(jiǎn)單地停留在節(jié)能的水平上，而是要從更高層次去認(rèn)識(shí)其深刻含義。同時(shí)滿足對(duì)照明質(zhì)量和視覺(jué)環(huán)境條件的更高要求。要通過(guò)照明工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。同時(shí)，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(luò)化控制

　　單個(gè)LED燈具即使采用智能綠色LED照明技術(shù)之后，也只是一個(gè)點(diǎn)，效果相對(duì)有限；如能實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)LED燈具的網(wǎng)絡(luò)化控制，使之統(tǒng)一集中地照明管理控制，即由主控計(jì)算機(jī)對(duì)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的照明設(shè)備進(jìn)行控制管理，并及時(shí)反饋給操作人員，對(duì)于充分發(fā)揮智能綠色LED照明技術(shù)優(yōu)勢(shì)與潛力有重要意義。

　　圖1所示是樓宇LED照明網(wǎng)絡(luò)控制方案，總控制器通過(guò)以太網(wǎng)連接到以太網(wǎng)接人器，以太網(wǎng)接入器端通過(guò)Zigbee無(wú)線網(wǎng)控制每個(gè)燈具，以模塊式的自動(dòng)控制為主，手動(dòng)控制為輔。圖2所示是景觀照明的智能網(wǎng)絡(luò)化控制.通過(guò)燈光場(chǎng)景實(shí)時(shí)控制服務(wù)器、燈光場(chǎng)景編輯工作站、開(kāi)關(guān)燈及照明監(jiān)控工作站和配電柜測(cè)量控制節(jié)點(diǎn)與智能網(wǎng)橋通過(guò)TCP/IP以太網(wǎng)交換信息，實(shí)現(xiàn)智能控制，智能網(wǎng)橋再通過(guò)RS485總線傳輸控制信號(hào)到智能LED控制器，智能LED控制器再改變LED燈的開(kāi)關(guān)、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(wù)數(shù)據(jù)傳輸要顯示的信息到服務(wù)器，傳輸?shù)男畔⑼ㄟ^(guò)預(yù)覽審核之后，再將信息加密，通過(guò)專用內(nèi)網(wǎng)或者互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)絅多個(gè)LED顯示屏上，再通過(guò)信息解密將要顯示的內(nèi)容顯示在LED屏上。

　　2 智能綠色