低碳經(jīng)濟(jì)下的城市LED路燈照明應(yīng)用及技術(shù)分析

摘要：在能源急缺、供電相對(duì)緊張的能源危機(jī)背景下，新型照明能源低碳環(huán)保的綠色生態(tài)理念愈發(fā)被關(guān)注?，F(xiàn)今，以發(fā)光二極管（LED）為光源的LED照明節(jié)能，以高效節(jié)能和使用周期等低碳環(huán)保的優(yōu)勢(shì)，不斷沖擊著傳統(tǒng)市場(chǎng)并得到應(yīng)用。本文從LED節(jié)能路燈應(yīng)用前景及技術(shù)研發(fā)方向上進(jìn)行宏觀和微觀分析，闡述LED節(jié)能燈研發(fā)特點(diǎn)以及研發(fā)中需要解決的主要問題。以此，在今后LED照明的其它應(yīng)用環(huán)境的設(shè)計(jì)提供新思路和突破口。

關(guān)鍵詞：低碳經(jīng)濟(jì);LED路燈;應(yīng)用與技術(shù)

LED是一種半導(dǎo)體固體發(fā)光器件，被稱為第四代照明光源或者是綠色光源，它采用固體封裝，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耐沖擊力、耐震動(dòng)、同時(shí)LED光源無紫外線，紅外光等輻射。有效的避免了二次污染，具有節(jié)能，環(huán)保，壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。

1 LED節(jié)能燈與傳統(tǒng)電燈具有的優(yōu)勢(shì)

傳統(tǒng)光源在我們?nèi)粘Ｉ钪械膽?yīng)用是非常的普遍，比如：白熾燈、熒光燈、金鹵燈。傳統(tǒng)的光源不僅耗電量比較大，且光源熱輻射強(qiáng)，顏色和控制方式單一，在某些特殊場(chǎng)所使用范圍受到了一定的限制。LED除了節(jié)能、環(huán)保、壽命長(zhǎng)、綠色之外，更重要的是在功能照明中具有強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)。比如：低壓供電、恒流驅(qū)動(dòng)和可靠性。LED燈具適應(yīng)了各種尺寸和各種空間大小的裝飾燈要求，在室內(nèi)照明領(lǐng)域應(yīng)用具有無法比擬的優(yōu)勢(shì)。

普通人家最關(guān)心的是LED節(jié)能耗電量只有傳統(tǒng)的三分之一，降低了其成本，在節(jié)約和節(jié)能方面具有廣闊的應(yīng)用和發(fā)展前景。

2 低碳經(jīng)濟(jì)與照明關(guān)系

在傳統(tǒng)的高能耗模式下，我們正在努力的朝著綠色環(huán)保低碳的方式來提供照明設(shè)備，作為我們國(guó)家重要的LED產(chǎn)業(yè)基地，珠三角是最受到矚目的地方，我們將如何的去通過科技的力量來實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保的節(jié)能產(chǎn)品，引起了海內(nèi)外的注意。

現(xiàn)代城市管理中，城市道路管理需要大量的資金，科技技術(shù)難度相當(dāng)?shù)拇?，常?guī)監(jiān)控方式只有不斷的去巡邏，比較麻煩并耗時(shí)耗力，而且效率并沒有達(dá)到預(yù)期的期望值。為交通安全隱患埋下了不良因素。

近年來，國(guó)際LED技術(shù)水平不斷發(fā)展，道路照明系統(tǒng)不斷的更新，對(duì)于改善國(guó)家投資環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展都很有利。方便群眾生活、美化城市環(huán)境，起到了決定性作用，但是伴隨而來是能源消耗的提高，特別是近年來能源價(jià)格的不斷上升，電力消耗成為了負(fù)擔(dān)。因此對(duì)路燈亮度的調(diào)節(jié)是很有必要。

3 LED路燈相關(guān)的技術(shù)

LED路燈照明技術(shù)是基于“ZigBee+GPRS”技術(shù)的智能控制分組無線業(yè)務(wù)技術(shù)相結(jié)合的城市道路照明應(yīng)用系統(tǒng)。以其抗干擾能力強(qiáng)、傳輸速度快、不受其他網(wǎng)絡(luò)限制等優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)了一系列綜合性LED技術(shù)的解決方案。

3.1系統(tǒng)介紹

該系統(tǒng)主要由無線終端、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控和監(jiān)控中心軟件構(gòu)成。

①無線終端

該終端是由ZigBee模塊、無線和控制電路來組成。它是路燈監(jiān)控系統(tǒng)中控制功能的執(zhí)行部分，同時(shí)也完成了檢測(cè)功能中的信號(hào)采集工作。通過ZigBee模塊自組的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，無線終端可以接受現(xiàn)場(chǎng)控制器發(fā)出的命令，以及現(xiàn)場(chǎng)控制器的數(shù)據(jù)交換。

②現(xiàn)場(chǎng)控制器

現(xiàn)場(chǎng)控制器主要是有ARM單片機(jī)、ZigBee"模塊、GPRS模塊、無線、鍵盤、組成、運(yùn)行起來安全穩(wěn)定。

其中，ZigBee模塊負(fù)責(zé)該區(qū)域所有路燈的無線終端信息傳輸和交換，并將收到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給單片機(jī)進(jìn)行處理，或者是來自單片機(jī)的數(shù)據(jù)無線傳輸，發(fā)送給其他所有的無線終端。ARM單片機(jī)的會(huì)對(duì)這些檢測(cè)和控制數(shù)據(jù)處理并通過LED屏幕顯示出來，起到了人機(jī)交換的作用。GPRS模塊主要是肩負(fù)起現(xiàn)場(chǎng)控制器和監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)傳輸。

現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控可以通過網(wǎng)絡(luò)連接到各個(gè)道路的現(xiàn)場(chǎng)控制器，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控器發(fā)送監(jiān)測(cè)和控制命令，從而有效的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，來達(dá)到了最終的目的。同時(shí)監(jiān)控中心軟件還可以根據(jù)緯度來計(jì)算出某地每一天的日出日落。根據(jù)不同的時(shí)間段來實(shí)施自動(dòng)開關(guān)和亮度的調(diào)節(jié)。

監(jiān)控中心應(yīng)當(dāng)要采用數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)的技術(shù)，保存了每一盞路燈的完整信息，任何時(shí)候都可以對(duì)這些信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。關(guān)鍵的地方是軟件會(huì)自動(dòng)生成曲線報(bào)表功能，對(duì)路燈的電流、溫度等信息統(tǒng)一記錄。這樣一來，每年在道路方面都可以節(jié)省了不少的費(fèi)用。

4LED節(jié)能路燈的若干問題

4.1路燈的配光問題

路燈的配光應(yīng)該是比較的寬松，燈桿的間距要盡量的大，在嚴(yán)格控制眩光的同時(shí)，又要考慮到環(huán)境方面的因素。對(duì)道路照明來說，光效和配光曲線是兩個(gè)重要的參數(shù)，能否節(jié)能主要是取決路燈的配光設(shè)計(jì)，但是很多的生產(chǎn)商是對(duì)此不了解也并不是很重視，因此，LED的配光設(shè)計(jì)，也是制約了其廣泛應(yīng)用于路燈方面的主要因素。

目前，配光技術(shù)已經(jīng)是具有了很大的突破，有些生產(chǎn)商家開發(fā)出了二次配光系統(tǒng)，可見，以后的廣泛應(yīng)用是比較的前景明朗。

4.2路燈的散熱問題

目前的LED芯片還是處于一個(gè)發(fā)展中階段，只能使得傳輸?shù)?0%電能轉(zhuǎn)化成為光能，但是LED發(fā)光功率和工作溫度成反比性能特性，每升高10攝氏度，就會(huì)有壽命減半的后果。

4.3路燈光源色溫問題

測(cè)試表明，LED色溫集中在一個(gè)比較高的區(qū)間，各個(gè)企業(yè)仍然是需要不斷的努力，生產(chǎn)出不同色溫的產(chǎn)品，滿足市場(chǎng)的不同需求，不過通過實(shí)物觀察，較低的色溫仍然是不太理想，所以這個(gè)問題是制約了其發(fā)展的根本原因之一。

4.4路燈的性價(jià)比問題

以目前的成熟的技術(shù)，具有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的智能型LED路燈其性能可以跟金屬鈉燈路燈相媲美，同時(shí)在價(jià)格方面是便宜了將近300-400之間，而一般的LED路燈的使用壽命均達(dá)到了十年以上，相信節(jié)省的電量電費(fèi)是一個(gè)非常客觀的數(shù)字。

我們可以很清楚了看到了目前LED路燈的發(fā)展現(xiàn)狀，無論是性能方面還是價(jià)格方面都是具有極大的優(yōu)勢(shì)，更加重要的是LED芯片技術(shù)仍然在以一個(gè)高速的狀態(tài)向前發(fā)展，技術(shù)的不斷創(chuàng)新和突破是帶來了革命性的變化。所以有理由相信性能、低價(jià)格、節(jié)能省電的LED路燈時(shí)代已然降臨在中華土地。

4.5路燈的維修問題

人們?cè)谙硎躄ED路燈的時(shí)候，可能更多的是考慮到其維護(hù)的問題，實(shí)際上，LED路燈發(fā)光器件相關(guān)裝置復(fù)雜，維修起來比較復(fù)雜，更換也是比較的困難，按照目前的LED結(jié)構(gòu)來說，芯片和燈具捆在一起，維護(hù)時(shí)候必須要使用原廠器件，一旦出現(xiàn)任何的問題，只能是對(duì)燈具進(jìn)行更換，不僅僅成本非常高，更加重要的一點(diǎn)是維護(hù)的時(shí)間大大增加了，無法保障了亮燈率。所以會(huì)帶來了一系列的問題，不能夠方便各個(gè)單位的正常有序的工作狀態(tài)。

結(jié)語(yǔ)：

我們從論文當(dāng)中可以了解到作為一種新型的產(chǎn)品，LED路燈在各個(gè)領(lǐng)域都是有著其發(fā)揮的作用，給人們的生活帶來了方便，尤其是在環(huán)境保護(hù)方面是具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。另一方面，可以看到由于配光設(shè)計(jì)、散熱、色溫、維護(hù)、性價(jià)比等方面的不足限制了其大規(guī)模的應(yīng)用。所以說，目前還不是取代傳統(tǒng)電路燈的關(guān)鍵時(shí)刻。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷前進(jìn)，世界范圍內(nèi)的Led技術(shù)更新的速度變得很快，各個(gè)商家逐漸的掌握了其基本的特性和相關(guān)的關(guān)鍵知識(shí)。相信隨著技術(shù)的成熟，城市道路照明LED路燈替換傳統(tǒng)高壓鈉燈將成為現(xiàn)實(shí)。

當(dāng)今，節(jié)能減排已經(jīng)是成為了社會(huì)的一個(gè)符號(hào)，越來越多的生產(chǎn)家是開始注重這一領(lǐng)域的研發(fā)，投入到巨大的資金、人力、技術(shù)來應(yīng)對(duì)時(shí)代的變化。顯然可以看出我們的社會(huì)在不斷的前進(jìn)，生活發(fā)生了翻天覆地的變化，需要做的是不斷地去探究和學(xué)習(xí)，才會(huì)在競(jìng)爭(zhēng)力激烈的環(huán)境中取得生存，才會(huì)進(jìn)一步得到了良好的效益和推廣。我們有理由相信，未來十年內(nèi)，LED節(jié)能燈具一定會(huì)像現(xiàn)在的熒光燈一樣，普及使用到千家萬(wàn)戶，生活的精彩需要共同努力。

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