智能LED照明系統(tǒng)的研究與設計

蘇志賢

摘要：隨著社會的進步，照明系統(tǒng)開始走向智能化。本文分析了學校、辦公室等地點的照明和LED燈的特點，利用人工智能原理和數(shù)據(jù)融合技術，不斷建立基于溫度、人體檢測、照度檢測的數(shù)據(jù)庫，設計出智能高效的LED照明系統(tǒng)，實現(xiàn)節(jié)能、高效的多樣化控制。

關鍵詞：照明系統(tǒng)；數(shù)據(jù)融合技術；人工智能

中圖分類號：G718 文獻標識碼：B 文章編號：1672-1578（2017）09-0179-01

1.引言

隨著人們生活水平的提高，具有色彩豐富的LED（Light Emitting Diode）在家居照明、商業(yè)照明、共同照明和景觀照明等領域得到廣泛的應用，智能控制系統(tǒng)在LED照明的二次節(jié)能中發(fā)揮的作用得到充分體現(xiàn)[1]。傳統(tǒng)照明控制多以手動控制為主，主要用于實現(xiàn)開關控制與調光控制，在有些地方有人和無人，白天黑天都亮著，很難科學管理，從而造成大量的能源浪費。LED光源具有的特點：節(jié)能、壽命長、光效高、環(huán)保、可控制好、無輻射以及低功耗等[2]，隨著能源緊缺，電價越來越高，環(huán)保要求及LED的光效的提高，用LED替代傳統(tǒng)的光源將成為必然，因此設計智能LED照明系統(tǒng)有較大的使用價值。

2.智能LED照明系統(tǒng)的結構

LED燈溫度檢測模塊中的溫度傳感器采用PT1000，其測溫范圍為-55℃～125℃，在-10℃～85℃范圍內，精度為0.5℃，完全滿足本設計的測量溫度范圍和精度要求，向智能模塊提供LED燈的溫度信息。人體檢測系統(tǒng)用于檢測照明區(qū)人多少的信息，主要有調制器、熱釋電傳感器和相應的檢測電路組成[3]，向智能模塊提供人多少的信息。光照度檢測用于檢測照明區(qū)光照信息，向智能模塊進行亮度控制提供依據(jù)，亮度控制器產生一定占比的脈沖信號，控制LED驅動電源輸出一定的驅動電流去控制LED燈的亮度。開光電源為LED燈提供一定的電流和電壓。

圖1 智能高效LED照明系統(tǒng)結構圖

3.智能模塊的設計

智能模塊等同于一個專家系統(tǒng)，是智能LED照明系統(tǒng)的核心，其中綜合數(shù)據(jù)的是否齊全，推理能力的強弱直接影響到智能LED照明系統(tǒng)智能的高低，本系統(tǒng)主要利用基于數(shù)據(jù)融合技術[4]，對LED燈進行有效的控制，隨著微處理器的不斷發(fā)展，智能程度會明顯提高。

4.綜合數(shù)據(jù)模塊

用于存放照明控制中的原始數(shù)據(jù)、經驗值及電路的基本參數(shù)、各種補償數(shù)據(jù)及性能參數(shù)，推理過程中所用的事實數(shù)據(jù)，也用于存放推理過程中得到的中間數(shù)據(jù)[5]。

5.硬件電路的設計

5.1 人體檢測系統(tǒng)的設計。采用雙敏元的SD02型熱釋電紅外傳感器產生的熱釋電信號只與它本身溫度的變化率成正比，或者說熱釋電效應只對運動著的人體有反應。

5.2 基于PT1000的溫度。對于LED燈，溫度的控制很重要，溫度的高低影響LED燈的發(fā)光效率和壽命，本系統(tǒng)對它的溫度進行實時檢測，利用微型風扇進行降溫，保證LED燈正常工作。

5.3 基于光敏電阻的光電檢測。考慮到調光電路中光敏電阻所處的環(huán)境及檢測光亮度的范圍大約在150lux到250lux之間，在設計中選用MG45-5型光敏電阻。

首先通過人體檢測系統(tǒng)是否有人，并探測環(huán)境亮度，如果沒人，所有LED燈均不開，如果有人，分成兩種情況：若環(huán)境照明亮度大于250lux，LED燈處于關閉狀態(tài)，若小于250lux，LED照明燈處于開啟狀態(tài)。

6.結論

該智能LED照明系統(tǒng)的實現(xiàn)，是綜合運用微處理器、人工智能、傳感器、數(shù)據(jù)融合、開關電源，它對提高照明系統(tǒng)的性能、照明領域的節(jié)能及環(huán)保都很有意義。但是該系統(tǒng)只是非常淺顯的談到人工智能在智能LED照明系統(tǒng)中的應用，各個模塊的應用以及功能實現(xiàn)都有待提高，從而進一步提高智能LED照明系統(tǒng)的性能。

參考文獻：

[1] 智能LED照明系統(tǒng)的設計[J].夏麗.西安電子科技大學.2014.

[2] 基于LED的智能照明系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].張海華.華南理工大學.2013.

[3] LED智能照明系統(tǒng)與驅動電源的研究[J].黃輝、鄔智江.電子設計工程.2015.

[4] 基于人工智能的數(shù)據(jù)融合技術在火災探測中的應用研究[J].李小亞.廣東工業(yè)大學.2005.

[5] 指揮和控制中的多傳感器數(shù)據(jù)融合及人工智能特診[D].葛非、王先培、李春燕、吳建江、陳明江.科技進步與對策.2000endprint