LED照明智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析

亓明云

摘要：在節(jié)能環(huán)保理念要求下，智能照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要積極主動(dòng)采用LED光源，融合計(jì)算機(jī)技術(shù)和無線通信技術(shù)，對(duì)照明系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化和自動(dòng)化控制。LED智能控制照明系統(tǒng)能夠幫助人們的家居生活更加智能，滿足人們?nèi)粘Ｊ褂眯枨?，也可以直接將家用電器、照明燈具、安防警?bào)等諸多模塊利用無線網(wǎng)絡(luò)快速集成到控制平臺(tái)，真正實(shí)現(xiàn)智能化家居管理。

關(guān)鍵詞：LED照明;智能控制系統(tǒng);設(shè)計(jì)

隨著低碳環(huán)保理念深入人心，對(duì)照明節(jié)能系統(tǒng)智能化設(shè)計(jì)十分關(guān)鍵。與其他的照明燈具相比較而言，LED照明燈具環(huán)保節(jié)能，使用壽命更長，在照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)中被廣泛應(yīng)用。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)嵌入式技術(shù)能夠加強(qiáng)對(duì)LED燈具實(shí)現(xiàn)無線遠(yuǎn)程控制，還能夠?qū)ED燈具、環(huán)境照度、工作狀態(tài)等情況進(jìn)行實(shí)時(shí)化監(jiān)測(cè)，利用傳感器技術(shù)可以保證LED燈具實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化調(diào)節(jié)，增強(qiáng)整體處理效果。也可以為環(huán)境設(shè)計(jì)建設(shè)管理提供重要保障，營造舒適健康安全節(jié)能的光環(huán)境。

一、LED照明系統(tǒng)概念

LED也被稱之為發(fā)光二極管，通過柱式電極發(fā)光，具有功耗低、使用壽命更長、體積更小、反應(yīng)快等諸多優(yōu)勢(shì)。LED照明燈具是節(jié)能照明系統(tǒng)最主要的設(shè)備，盡管LED的優(yōu)點(diǎn)十分顯著，但是也必須要保證直流低壓電源的穩(wěn)定功用，要高度重視LED照明智能控制[1]。

二、基于LED照明智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

在LED智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，需要包括控制模塊、通信模塊、LED驅(qū)動(dòng)模塊和電源模塊等諸多部分共同組成。主控單元的硬件系統(tǒng)包括控制終端和數(shù)據(jù)采集終端兩部分在控制終端可以包括電源電路，外圍電路和光照傳感器等部分。數(shù)據(jù)采集終端則需要通過溫濕度傳感器照度傳感器共同組成面板設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)基于ARM處理器STM8S實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，根據(jù)系統(tǒng)自帶的觸摸軟件庫設(shè)計(jì)并結(jié)合電容的轉(zhuǎn)移特性，對(duì)電容觸摸進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)。通過LED智能照明控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)LED照明燈具開關(guān)和滾動(dòng)條亮度的自動(dòng)調(diào)節(jié)。在無線通信模塊中，為了滿足LED智能照明系統(tǒng)的自動(dòng)化管理，可以通過Zig Bee技術(shù)構(gòu)成通信模塊，通過采用CC2530模塊構(gòu)建一個(gè)真正系統(tǒng)芯片，能夠提高系統(tǒng)的應(yīng)用頻段，降低功耗和成本。在電源模塊設(shè)計(jì)中需要根據(jù)家庭電源220V交流電源特點(diǎn)采用多個(gè)分離元件實(shí)現(xiàn)對(duì)不同電壓的穩(wěn)壓輸出。3.3V和5V電源需要經(jīng)過電源開關(guān)，將220V電源轉(zhuǎn)換為12V直流電源，保證系統(tǒng)電源安全穩(wěn)定[2]。

在LED智能照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)中要提高系統(tǒng)的自動(dòng)控制過溫保護(hù)和故障監(jiān)測(cè)等軟件功能。在智能終端節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中，需要對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行自動(dòng)化控制，通過燈具網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境照度自動(dòng)檢測(cè)和LED燈具開關(guān)自動(dòng)控制等多種功能，利用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將一個(gè)協(xié)調(diào)器和多個(gè)終端節(jié)點(diǎn)共同組成，能夠方便及時(shí)將故障信息反饋給監(jiān)控中心，還能夠快速接收LED終端節(jié)點(diǎn)上的數(shù)據(jù)信息，通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速準(zhǔn)確存儲(chǔ)，能夠及時(shí)發(fā)布監(jiān)測(cè)指令，監(jiān)控中心可以利用RS485總線向協(xié)調(diào)器發(fā)布各種控制指令方便。對(duì)LED照明系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)與控制，在系統(tǒng)接收故障警報(bào)后，也能夠及時(shí)通知維修人員進(jìn)行快速維修。

三、LED照明控制系統(tǒng)分層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

整個(gè)LED光源控制中驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能，對(duì)照明燈具的使用壽命和運(yùn)行狀況具有十分重要的作用，要加強(qiáng)對(duì)開關(guān)電源恒流驅(qū)動(dòng)設(shè)備，以及單片機(jī)恒溫控制進(jìn)行嚴(yán)格管理，通過電路反饋來加強(qiáng)輸出電路的自動(dòng)化，調(diào)節(jié)滿足LED燈光亮度的控制效果，在電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)中LED燈具不同用電情況與其他類型的燈具有明顯區(qū)別。要想提高LED燈具智能控制的效果，就需要嚴(yán)格管理直流與交流之間的轉(zhuǎn)化問題，將整個(gè)電壓工作范圍控制在2～3.6V之間提供5通道的多功能控制器，滿足智能控制操作需要。系統(tǒng)必須具備四種權(quán)限：管理員、操作員、維護(hù)人員和讀者。每個(gè)用戶都可以根據(jù)許可登錄系統(tǒng)，執(zhí)行相應(yīng)的操作并查看相關(guān)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)必須能夠同步控制指令的執(zhí)行結(jié)果，開、關(guān)、調(diào)光的狀態(tài)必須在時(shí)間內(nèi)反映到客戶端，以便用戶能夠迅速確認(rèn)執(zhí)行結(jié)果。燈泡狀態(tài)的更新時(shí)間小于10秒?？梢员O(jiān)控?zé)舻碾娏?、電壓、有效功率、功率系?shù)、電、壽命和其他數(shù)據(jù)，可以實(shí)時(shí)調(diào)用或在選擇的時(shí)間收集相關(guān)數(shù)據(jù)[3]。系統(tǒng)必須能夠自動(dòng)生成。更新所有燈的動(dòng)作。狀態(tài)數(shù)據(jù)完全控制燈泡和燈泡的運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)和壽命狀態(tài)，為決策提供詳細(xì)的數(shù)據(jù)支持。所有燈都可以在場(chǎng)景模式下進(jìn)行管理，可以迅速將各燈切換為不同的亮度組合，實(shí)現(xiàn)真正的高速按需照明。系統(tǒng)必須能夠針對(duì)不同的道路級(jí)別快速設(shè)置不同的照明控制策略（開、關(guān)、調(diào)光等），可以在關(guān)鍵地點(diǎn)（例如高速公路、主干道、次要道路和分支道路）（例如拐角、十字路口）快速設(shè)置特殊的照明策略?？梢允褂弥付〞r(shí)間的任務(wù)在特定位置執(zhí)行相應(yīng)的照明場(chǎng)景，在時(shí)間或特殊情況下手動(dòng)調(diào)用和運(yùn)行任意照明場(chǎng)景。

四、功能系統(tǒng)檢測(cè)

為了增強(qiáng)對(duì)LED智能控制系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性穩(wěn)定性的管理，需要重點(diǎn)結(jié)合附帶變化的情況進(jìn)行測(cè)試，結(jié)合不同功率的LED工作功耗電路變化進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，保證所有設(shè)備和實(shí)驗(yàn)環(huán)境符合國家標(biāo)準(zhǔn)所采用的檢測(cè)設(shè)備儀器主要以數(shù)字萬能表和示波器為主，對(duì)LED燈運(yùn)行電壓進(jìn)行監(jiān)控，判斷實(shí)際電流、電表測(cè)量值，根據(jù)不同功率的LED燈具性能參數(shù)進(jìn)行分析[4]。

結(jié)束語：

通過對(duì)LED燈具相關(guān)理論知識(shí)的分析和研究，能夠總結(jié)LED燈具的主要特點(diǎn)，對(duì)LED燈具亮度色彩進(jìn)行調(diào)節(jié)，加入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)傳感器技術(shù)和檢測(cè)技術(shù)，確保LED照明燈具實(shí)現(xiàn)智能化數(shù)字化發(fā)展。通過對(duì)LED照明系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化改造，能夠滿足照明燈具使用要求，節(jié)約能源資源，具有極高推廣和利用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]周娜，李軍云，楊贇.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的城市景觀照明智能控制系統(tǒng)及其應(yīng)用——以上海虹口北外灘景觀照明提升項(xiàng)目為例[J].照明工程學(xué)報(bào)，2020，31（05）：131-136

[2]姚夢(mèng)明.體育照明發(fā)展趨勢(shì)——從2008年北京夏季奧運(yùn)會(huì)到2022年北京冬季奧運(yùn)會(huì)[J].照明工程學(xué)報(bào)，2020，31（03）：176-184.

[3]王榮斌，王國生.山區(qū)高速公路基于隧道洞外環(huán)境的自適應(yīng)照明控制系統(tǒng)研究與實(shí)踐[J].中國交通信息化，2020（S1）：163-165.

[4]張弛，李雪峰，周洪源，占義爐，戴彬，王剛，吳建中，成小雷.DMX512協(xié)議在城市景觀照明控制系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)展[J].照明工程學(xué)報(bào)，2020，31（06）：144-150.

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