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智能绿色LED照明技术与应用

2013-09-16 12:01
冷血の爱
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  LED作为新一代光源,具有低电压、低功耗、体积小、响应快、无污染、高可靠性和长寿命等一系列特点。由于它产生的光谱中没有紫外线和红外线,因而没有热量和热辐射,并可减少二氧化碳和其它室温气体的产生,因而被认为是一种符合环保和节能的真正意义上的绿色照明光源。自上世纪90年代以来,日本、美国、欧盟、韩国、中国台湾等国家和地区纷纷推出半导体照明计划,促进LED照明技术研发。与此同时,世界著名的照明光源厂商也积极介入,与半导体材料器件厂商联盟,大力开拓LED照明市场。在众多力量的推动下,LED照明技术与产业取得了日新月异的进步,逐渐进入人们的日常生活。

  绿色照明是美国国家环保局于上个世纪90年代初提出的概念。完整的绿色照明内包含高效节能、环保、安全、舒适等4项指标。近年来绿色LED照明理念受到人们的关注。市场上也诞生了以LED为光源的各种类型、别具特色的产品。智能照明也逐渐受到大家的重视,特别是物联网技术的发展。使得智能照明变得更加重要。智能照明不仅仅是指智能发光降低能耗,而且是涵盖传感、通讯、物联网等多种现代化技术。本文讨论智能绿色LED照明技术在通用照明、景观照明和LED显示屏中的运用以及微控制器、传感器接口芯片、无线收发芯片和LED驱动芯片等微电子芯片在智能绿色LED照明中所发挥的作用。

  1 智能绿色LED照明技术

  1.1 智能LED照明技术

  LED具有很好的可控性,由此可以开发出智能LED照明技术,智能LED照明技术通过外部传感器和控制电路对LED进行实时监控与跟踪。自动平滑地调节LED发光的明暗和色彩,达到智能控制LED的目的。在智能控制软件上,有完备的控制协议和控制方法,完善的人机接El,故障的自我诊断和提示:在硬件上,具有多种通信能力的手段。如无线、电力载波、可见光、红外光。

  智能LED照明技术具有如下优点:

  (1)控制智能化实现照明控制智能化,提高管理水平,减少维护费用;

  (2)节能通过合理的管理,根据不同日期、不同时间、不同的照度,按照各个功能区域的运行情况预先进行光照度的设置;

  (3)美化环境好的灯光设计可以营造出一种温馨、舒适的环境,增添其艺术的魅力;

  (4)延长灯具寿命大幅减少灯具无效照明时间,从而大大延长灯具寿命;

  (5)照度的一致性采用光敏传感器,可以达到室内的光线保持恒定;

  (6)与其它系统联动智能照明可与其他系统联动控制,例如BA系统,监控报警系统、车库刷卡系统。

  1.2 绿色LED照明技术

  绿色LED照明是将科学的控制技术与LED灯具相结合,带来巨大的经济效益,节约能源和资金;绿色LED照明会使人们得到高品质的照明环境。有益身心健康,改善学习、工作、生活条件;同时带来社会效益,减少空气污染,保护环境,体现现代文明的光文化。绿色LED照明要求节约能源,但绿色照明不能简单地停留在节能的水平上,而是要从更高层次去认识其深刻含义。同时满足对照明质量和视觉环境条件的更高要求。要通过照明工程系统设计关键环节。同时,要尽量减少LED生命周期内的污染物排放,采用洁净自然光源和绿色材料,并要避免光污染。

  1.3 智能绿色LED照明的网络化控制

  单个LED灯具即使采用智能绿色LED照明技术之后,也只是一个点,效果相对有限;如能实现多点LED灯具的网络化控制,使之统一集中地照明管理控制,即由主控计算机对网络内的照明设备进行控制管理,并及时反馈给操作人员,对于充分发挥智能绿色LED照明技术优势与潜力有重要意义。

  图1所示是楼宇LED照明网络控制方案,总控制器通过以太网连接到以太网接人器,以太网接入器端通过Zigbee无线网控制每个灯具,以模块式的自动控制为主,手动控制为辅。图2所示是景观照明的智能网络化控制.通过灯光场景实时控制服务器、灯光场景编辑工作站、开关灯及照明监控工作站和配电柜测量控制节点与智能网桥通过TCP/IP以太网交换信息,实现智能控制,智能网桥再通过RS485总线传输控制信号到智能LED控制器,智能LED控制器再改变LED灯的开关、明暗和色彩。显示屏的智能绿色控制如图3所示,信息制作端和业务数据传输要显示的信息到服务器,传输的信息通过预览审核之后,再将信息加密,通过专用内网或者互联网传输到N多个LED显示屏上,再通过信息解密将要显示的内容显示在LED屏上。

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