智能绿色LED照明技术与应用

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。

　　2 智能绿色