LED照明智能控制系統(tǒng)的設計分析

亓明云

摘要：在節(jié)能環(huán)保理念要求下，智能照明系統(tǒng)設計需要積極主動采用LED光源，融合計算機技術和無線通信技術，對照明系統(tǒng)實現(xiàn)智能化和自動化控制。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，滿足人們日常使用需求，也可以直接將家用電器、照明燈具、安防警報等諸多模塊利用無線網(wǎng)絡快速集成到控制平臺，真正實現(xiàn)智能化家居管理。

關鍵詞：LED照明;智能控制系統(tǒng);設計

隨著低碳環(huán)保理念深入人心，對照明節(jié)能系統(tǒng)智能化設計十分關鍵。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)設計中被廣泛應用。利用物聯(lián)網(wǎng)技術嵌入式技術能夠加強對LED燈具實現(xiàn)無線遠程控制，還能夠對LED燈具、環(huán)境照度、工作狀態(tài)等情況進行實時化監(jiān)測，利用傳感器技術可以保證LED燈具實現(xiàn)自動化調節(jié)，增強整體處理效果。也可以為環(huán)境設計建設管理提供重要保障，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、反應快等諸多優(yōu)勢。LED照明燈具是節(jié)能照明系統(tǒng)最主要的設備，盡管LED的優(yōu)點十分顯著，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)的設計

在LED智能照明控制系統(tǒng)設計中，需要包括控制模塊、通信模塊、LED驅動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計時，應當基于ARM處理器STM8S實現(xiàn)自動化控制，根據(jù)系統(tǒng)自帶的觸摸軟件庫設計并結合電容的轉移特性，對電容觸摸進行自動檢測。通過LED智能照明控制系統(tǒng)能夠實現(xiàn)LED照明燈具開關和滾動條亮度的自動調節(jié)。在無線通信模塊中，為了滿足LED智能照明系統(tǒng)的自動化管理，可以通過Zig Bee技術構成通信模塊，通過采用CC2530模塊構建一個真正系統(tǒng)芯片，能夠提高系統(tǒng)的應用頻段，降低功耗和成本。在電源模塊設計中需要根據(jù)家庭電源220V交流電源特點采用多個分離元件實現(xiàn)對不同電壓的穩(wěn)壓輸出。3.3V和5V電源需要經(jīng)過電源開關，將220V電源轉換為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)設計中要提高系統(tǒng)的自動控制過溫保護和故障監(jiān)測等軟件功能。在智能終端節(jié)點設計中，需要對相關的數(shù)據(jù)信息進行自動化控制，通過燈具網(wǎng)絡化環(huán)境照度自動檢測和LED燈具開關自動控制等多種功能，利用網(wǎng)絡結構，將一個協(xié)調器和多個終端節(jié)點共同組成，能夠方便及時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)點上的數(shù)據(jù)信息，通過對數(shù)據(jù)進行快速準確存儲，能夠及時發(fā)布監(jiān)測指令，監(jiān)控中心可以利用RS485總線向協(xié)調器發(fā)布各種控制指令方便。對LED照明系統(tǒng)實現(xiàn)實時檢測與控制，在系統(tǒng)接收故障警報后，也能夠及時通知維修人員進行快速維修。

三、LED照明控制系統(tǒng)分層結構設計

整個LED光源控制中驅動系統(tǒng)的性能，對照明燈具的使用壽命和運行狀況具有十分重要的作用，要加強對開關電源恒流驅動設備，以及單片機恒溫控制進行嚴格管理，通過電路反饋來加強輸出電路的自動化，調節(jié)滿足LED燈光亮度的控制效果，在電源系統(tǒng)設計中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，就需要嚴格管理直流與交流之間的轉化問題，將整個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)必須具備四種權限：管理員、操作員、維護人員和讀者。每個用戶都可以根據(jù)許可登錄系統(tǒng)，執(zhí)行相應的操作并查看相關數(shù)據(jù)。系統(tǒng)必須能夠同步控制指令的執(zhí)行結果，開、關、調光的狀態(tài)必須在時間內反映到客戶端，以便用戶能夠迅速確認執(zhí)行結果。燈泡狀態(tài)的更新時間小于10秒。可以監(jiān)控燈的電流、電壓、有效功率、功率系數(shù)、電、壽命和其他數(shù)據(jù)，可以實時調用或在選擇的時間收集相關數(shù)據(jù)[3]。系統(tǒng)必須能夠自動生成。更新所有燈的動作。狀態(tài)數(shù)據(jù)完全控制燈泡和燈泡的運行狀態(tài)、故障狀態(tài)和壽命狀態(tài)，為決策提供詳細的數(shù)據(jù)支持。所有燈都可以在場景模式下進行管理，可以迅速將各燈切換為不同的亮度組合，實現(xiàn)真正的高速按需照明。系統(tǒng)必須能夠針對不同的道路級別快速設置不同的照明控制策略（開、關、調光等），可以在關鍵地點（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）快速設置特殊的照明策略。可以使用指定時間的任務在特定位置執(zhí)行相應的照明場景，在時間或特殊情況下手動調用和運行任意照明場景。

四、功能系統(tǒng)檢測

為了增強對LED智能控制系統(tǒng)經(jīng)濟性穩(wěn)定性的管理，需要重點結合附帶變化的情況進行測試，結合不同功率的LED工作功耗電路變化進行準確判斷，保證所有設備和實驗環(huán)境符合國家標準所采用的檢測設備儀器主要以數(shù)字萬能表和示波器為主，對LED燈運行電壓進行監(jiān)控，判斷實際電流、電表測量值，根據(jù)不同功率的LED燈具性能參數(shù)進行分析[4]。

結束語：

通過對LED燈具相關理論知識的分析和研究，能夠總結LED燈具的主要特點，對LED燈具亮度色彩進行調節(jié)，加入物聯(lián)網(wǎng)技術傳感器技術和檢測技術，確保LED照明燈具實現(xiàn)智能化數(shù)字化發(fā)展。通過對LED照明系統(tǒng)實現(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值。

參考文獻：

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

[2]姚夢明.體育照明發(fā)展趨勢——從2008年北京夏季奧運會到2022年北京冬季奧運會[J].照明工程學報，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)境的自適應照明控制系統(tǒng)研究與實踐[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)中的應用進展[J].照明工程學報，2020，31（06）：144-150.

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