LED照明技术创新和智能健康应用

LED照明技术创新和智能健康应用

丁磊

安徽芯瑞达科技股份有限公司 安徽 合肥 230000

摘要：本文主要对当前的家用照明产业和应用需要开展市场研究与应用调查，明确目标消费人群，深入调查其家居生活方式、照明要求和消费习性，为明确产品设计方向、产品风格与产品功效提供理论基础；然后设计出符合技术需求的LED灯具产品；最后，运用"信息可视化"的技术手段给使用者带来更良好的互动感受。它将创新设计出具备家庭安全功能、信息可视化、远程管理功能和智慧互动的创新产品。

关键词：LED照明技术；创新；智能健康应用

引言：随着4G高速通信技术的广泛应用，人类的日常生活也开始步入了移动生活和办公时代，这不但打破了传统固定宽带的位置局限，同时产生了巨大的互联网效应。而移动型智能终端设备的硬件科技水平也在日益进步中。它不但搭载了各类先进的电子感应器，而且同时拥有了更加强大的处理消息的计算能力。正是由于这种创新科技的发展与运用，LED智慧照明产品在家庭应用领域的创新性设计与功能拓展也有了很多可能性。尤其是在智能家居等生活应用领域，对家居的安全保护也始终引起了人们的高度重视，使人们能够及时看到社会与市场发展的实际需要。如何把家庭安全功能和智慧照明融合起来成为智能家居网络的切入点，并创新出一种崭新的LED智慧照明产品，为家庭安全提供基本保障，从而提升家居生活环境的安全，亟待进一步探讨与尝试。

一、已有的LED智能照明产品

近年来，智能科技的发展速度越来越快，随着芯片的高集成度以及计算机科技的高速发展，尤其是计算的复杂性与成熟度都有了极大的提升，使智能出现在了迅速发展的今天。

1、通过移动设备控制的LED智能灯泡

比如WiFi连接能够支撑五十个灯具同时接入与操作，有利于智慧灯光控制系统的整体布局。也有使用蓝牙与手机相连的智慧灯泡，如三星智慧灯泡。当使用蓝牙将移动设备和智慧灯泡相连后，使用者就能够随时随地管理超过六十四个灯泡。据三星方面介绍，该灯泡的色温可在2700~6500k之间调整，灯管的总光度也可减少到百分之十，实际使用寿命都已超过了15000h。但说明中并未提及，在光的衰减超过百分之七十五的小时时，并且可管理三个彩灯泡，相当于hue的"管家"。几乎每年飞利浦都会更新色调技术，并于二零一四年向第三方开发商和手机设计企业推出色调智能照明系统的API。

2、智能家庭套装的出现

前述的led智慧灯具尽管也能够进行无线网络开关安装和调光配色等，但产品功能上还是相对简单，且更多的是在强调对灯光的管理，而很少提及智能家居的安全功能。在接下来的迭代产品中，这些品牌又添加了部分的智慧管理套件，如智慧控制器、智慧传感器等配套，以及一定的安全功能。例如，利用Belkin wemo家用传感器所设置的室内热移动感应器。可以利用红外线感应器读取热讯息，避免宠物误报。传感范围高达九米，视野高达90°。此外还有关键感应器、烟雾传感器以及门窗感应器。只要其中一个被触动，wemo的报警感应器就能够监测其，然后将消息或警告发布在使用者的手机上。在国内，小米也在二零一五年发布了自己的中国智能家居包，包括多功能互联网关，可以使用协议连接相应内容的感应器，然后使用小米路由器设备链接至小米云等智能终端设备；人体感应器，窗户感应器，可以即时了解窗户的开关安装状况。

二、集成化创新应用的LED智能照明产品

如果把通过移动装置控制LED灯具的技术，和与智能家居系统配套的相关技术融合运用在LED灯上，或许就会创造出一个全新的智能产品。而正如vane所述，一个单独的摄像机就可以让智能控制系统产生机器视觉，但摄像机还必须辅助灯光才能在漆黑的环境中进行拍照，这也为LED灯提供了施展技术的机会。同时这也能够设计出一个更具备家居安全功效的LED灯具。在家用的LED照明中，与监控摄像机最灵活的结合方式是落地灯、台灯、壁灯、吸顶灯和吊灯。但其中，吸顶灯和吊灯的效果都较差，尤其是在需要对摄像机头进行人脸识别和对焦功能时。而大部分时候，吊顶灯和枝形吊灯给人看的都是个人头骨的顶部。或许在以后的研发中还能够找出解决的方法，但目前还是很难。壁灯的应用对其安放地点有很大的要求。若把带有监控摄像机的壁灯放置在狭窄通道的墙壁上，其视线十分狭小，基本上不会起到任何效果。落地灯和台灯都是较为理想的载体。它不仅能够摆放在客厅，也能够摆放在居室。通常搭配高清的监视摄像机，用户可把摄像机准确监视方位，并按照要求任意调节自身的方位。除摄像头之外，所有红外光源与光敏传感器都将整合到单片机上。利用开源的Arduino平台制造原理原型，在实现后即可订制智能硬件。尽管理论上也可增加多个传感器，但其效果上并不坚持越多越好的原理，也不是完全按照用户的需要进行布置。人机交互中的成本以及使用感受等因素，也需要进一步考量。由广州市美术学院灯光设计工作坊所产品设计的LED智能光结合式红外摄象机，可实现打标报警、物体识别、人脸识别等防盗功能。当灯的位置保持不变时，用户只需在手机屏幕上划定警告区域，即可实现过线自动报警；内置行为分析系统，发生"坠落"等变化时及时报警；摄像头可以拍摄多个连续的事件场景，然后通过网络将照片传输到指定的移动通信平台。

三、智能健康LED照明

在目前来看，我国在基于LED照明，还有超越照明应用方面的技术研究扩展也已经取得了比较显著的成果，如LED微型化还有对于LED的微显示技术，这都是LED领域最热门的技术研究部分；而UVLED由于其在各个工业领域以及医疗领域。还有在日常生活中，能够做到光固化以及杀菌，还有消毒与医疗光疗等不同方面的深入应用，特别是当前新型冠状病毒肺炎的治疗技术出现，使得运用UVLED的紫外线消毒技术更加具有应用上的吸引力。这也让它已经成为一个从LED的照明扩展到芯片以及各类应用中。在智能健康领域已经有一个十分广阔的市场。

结语

根据上述研究能够看出，未来LED智慧照明产品将越来越面向平台。智能化模块的整合和添加，将使LED智能化灯光生产具备更完善的智慧管理，从而变成智能家居中的"管家"。它不但能够对使用者言行、工作学习环境、编程语言、使用习惯等信息做出统计、管理和数据分析，并将成果存储在云平台上，最终"读懂"使用者的心理。

参考文献

[1]庞晓艳,马文哲,雷雨,姚锐斌,殷鑫,马俊金.智能LED光导照明系统研究设计[J].中国科技信息,2022(02):79-80.

[2]王建亮,张卫,张子正等. 基于PWM和Android的智能LED灯控系统[C]//.“两化”教学模式在应用型大学人才培养中的探究和实践专题论文集.,2021:147-151.DOI:10.26914/c.cnkihy.2021.044692.

作者简介：丁磊（1976年2月-），男，汉族，安徽省萧县，助理工程师。研究方向：LED封装与应用；所在单位：安徽芯瑞达科技股份有限公司。