LED灯具在绿色照明中的应用与发展

LED灯具在绿色照明中的应用与发展

杨兴棕,毕宗义

安徽阳光照明电器有限公司

安徽智易物联科技有限公司 安徽省六安市 237300

摘要： 随着建筑设计水平的不断提高，LED灯具在现代建筑设计中的应用越来越广泛。在社会经济快速发展的过程中，能源短缺已经成为社会中较为普遍的问题之一。世界各国都逐步制定了相关法规，使用LED节能光源替代能源。绿色照明使得越来越多的国内外人士看到了商机，国家也基于此制定了绿色照明产业规划，出台了有关绿色照明工程、国家半导体照明工程和半导体照明产业节能规划等，加强了对照明节能产业和环保工程的扶持力度。LED灯具在建筑中的应用是城市乃至国家现代化发展的标志，具有较高的节能效益。照明能耗是建筑能耗的重要组成，占总能耗的比大约为30%，具有较高的节能价值，属于现代化背景下节能改造需要关注的重点内容 。

关键词： LED灯具；绿色照明；应用；发展

引言

在LED灯上承载物联网的各种无线网络设备，不是简单的结构组装和电气集成。在硬件上，除了两者的兼容性，还要考虑灯具在物联网中可以实现和发挥的功能 ，物联网灯具在网络应用系统上的系统架构。根据灯具的特性结合物联网现有的应用和实际的需求而提出具有建设性的构想，为物联网灯具系统的后期发展应用提供前瞻性的技术引导。

1、LED灯具系统构想的优越性

  1) LED灯的驱动电源大多采用高频开关功率变换恒流驱动技术。在设计驱动电路时，只需要一个12 V或5 V的DC稳压电源就可以为配有灯具的无线基站设备供电，并有效地与灯具共用电源线。在物联网终端设备的大规模应用中，省去了单独安装时设备壳体费用和无线网络设备的电力布线施工费用。施工时随灯具一体化安装，节省了大量的安装费用，同时为项目缩短了工期。2) 实现 LED 灯具和无线网络设备的物联网应用技术方案，大大缩短了物联网应用中底层无线网络的构建和调试周期，光波和无线信号的传播特点基本一致，不论在哪个场所，有光的地方就有无线信号，灯具均匀布置，基本无盲区和照明死角，灯光方向上也不会有障碍物，物联网灯具设备的无线信号能实现全面覆盖、均匀分布。灯具的均匀、间隔阵列化安装，有利于无线网络后期的信号测试和调整运行。工程应用中可以根据无线信号的辐射距离、强度和范围只在必要位置的灯具上安装该设备，其他灯具则无需安装这些网络设备，从灯具的布置上选择灵活性较大。3) 物联网运行的后期维护简单，灯具设计时为无线网络设备留有与之匹配的安装腔体，维护和调试时只需要打开腔体，拔掉电源线的接插件，取下设备进行更换或升级改造。4) LED 灯具工作温度低，只要散热设计合理，对安装其上的无线网络设备不会产生过多的热影响，LED 灯具驱动电源时解决好 EMI，灯具结构设计时利用灯具铝合金的特性自然起到对无线网络设备的屏蔽和隔离作用，防止两者之间的辐射信号干扰，不会影响搭载的无线网络设备性能，实现两者兼容。

2、LED灯具在绿色照明中的应用

2.1LED灯具系统的主要功能实现

在LED物联网系统的网络建设中，充分利用了LED灯具的独特优势。一方面，可以利用灯具上搭载的无线网络设备收集各种现场应用数据，通过云端服务器的计算分析，深度数据挖掘融合，形成有价值的数据体系。另一方面，也可以通过上层应用软件的功能性操作，对底层应用设备进行调控，下发系统应用数据、更新软件系统等。如，智慧超市的构想就是利用物联网灯具系统采集物品上的定位标签来跟踪管理物品的流动状况，通过云端后台管理系统随时统计、查看超市的货物存量及销售量，同时也可以根据环境需要，在线对超市的灯具进行调光、调色等个性化控制。在 LED 物联网系统中，灯具不仅具有照明功能，同时也承担物联网系统中的无线定位基站及网络通信基站功能。LED灯具系统的网络架构主要为底层无线网络的构建和感知识别设备的铺设。结合企业级用户的智能化需求分析，LED灯具系统的应用主要体现在人或物的无线定位管理和底层感知识别数据的采集与传输两个方面。LED灯具系统可以是单一的人员定位或物体的定位跟踪管理服务，如，智慧物流管理中通过库房中密集分布的 LED 灯具，对仓库内的货物和人员采用定位标签实时定位和状态跟踪管理; 也可以是单一的现场物理传感数据的采集与传输，如，工业管道智能控制中通过工厂内安装的 LED灯具，对管道气体压力、流量、温度等参数实时采集与管理应用。实际应用中也可以同时对目标物进行无线定位管理和现场环境数据采集，甚至通过灯具物联网实现对终端设备的某些控制操作。

 2.2传感技术

路灯与智能垃圾桶联动，通过传感器可以感知垃圾桶的使用情况。当垃圾桶内的垃圾达到一定量时，感应系统会自动发出提醒，通知社区工作人员及时清理垃圾，保持社区环境整洁卫生。人们对空气质量的关注也在提高，路灯可以增加感应周围空气质量的功能，加强对空气质量的监测，也可以考虑加入净化空气的功能，为社区居民带来更好的生活环境。      

2.3安防监控

智能监控系统可以与路灯结合，路灯可以安装监控，高清摄像头可以监控区域动态，提供不间断无死角的实时监控，对小区突发事件进行预警，保障居民安全 ，例如在有儿童或老人走失时，可以利用智能监控摄像头进行抓拍快速定位。社区工作人员可以通过监控对小区内的可疑人物和可疑行为进行监测，保障居民的生命财产安全，并为居民提供一个安全可靠的居住社区。增加紧急报警功能，当居民在社区中遇到危险或突发情况需要帮助时，可以通过路灯及时报警解决他们的困难。

3、LED灯具在绿色照明中的发展策略

 3.1 室内照明和自然光的结合控制

近年来，人们的节能环保意识明显增强。在室内照明设计中，需要改变原有的设计理念，采用更加节能环保的LED。随着照明控制系统的设计难度越来越大，单纯使用节能灯已经很难达到预期的目标， 需要将自然光引入室内，实现节能效果。与人造光相比，自然光更为舒适，能营造良好的光照条件，在许多室内照明设计中都实现了自然光与人造光的结合。在具体的设计中，设计人员需建立模型，采用专业化计算方法，获取节能要求下的光照条件。目前，室内照明与自然光的结合控制取得了一定的研究成果，但很多还处于仿真阶段，有关技术相对滞后，并不能满足人们的照明需求。要在室内照明中大范围推广这些技术，还需开展大量的预测与仿真实验，以保障模型精准度，需要在分析与计算的基础上优化控制系统，使控制系统更为精准地控制照明设备。在此过程中需考虑室内条件的特殊性，建立室内照明与自然光的关联函数，针对房间类型、地域情况评价照明舒适度。

3.2基于用户行为的控制

在室内照明中实施精确控制需要保证照明符合人们的实际需求。随着人们生活水平的显著提高，人们对照明提出了更高的要求，照明控制应充分考虑用户的行为和需求。形成个性化控制机制。当前，行业内出现了一些被行业认可的研究成果，针对用户行为控制的研究成就突出，具体表现在传感器采集用户行为数据上，当采集到用户的大量信息后，相关人员可通过整合处理信息来建立专有模型，在模型中实施照明系统的预测控制。未来，随着技术稳步发展，有关人员需将研究重心放在用户视觉评价上，利用用户视觉体验评价和参数变化评估建立模型。

  结束语

本文介绍了 LED灯具在绿色照明中的应用与发展 。LED灯具系统的构想具有一定的可行性和市场前景。未来，LED灯具系统将为 LED 灯具行业的发展和物联网的进一步推广搭建一条全新的桥梁。

 参考文献：

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