智能LED照明系统的研究与设计
LED智能照明系统设计
LED智能照明系统设计
摘要
近年来，随着新能源技术的发展，可再生能源的使用已成为一种流行
的方式，同时，节能和环境友好也成为公众关注的焦点。
因此，照明系统
的可再生能源化以及智能化使用更加受到重视，LED照明技术就应运而生。
LED智能照明系统是一种高性能、高效节能的智能照明系统，可以通过使
用特殊的芯片技术来控制照明系统以实现照明的轻松实现和节能。
本文将
介绍LED智能照明系统的设计和技术，包括系统架构、照明控制、功率控
制以及其他技术。
1系统架构
LED智能照明系统由计算机控制，核心由两个部分组成，即控制模块
和灯具模块。
控制模块由智能芯片，LED驱动器，检测和控制电路等组成，负责检测自动化系统的工作状态，并将检测数据及时传输到计算机中，以
便采取相应的措施，确保系统的节能效果；灯具模块由真空灯管，外壳，
冷却器，电缆，支架等组成，用于提供所需的照明功能。
2照明控制
智能照明系统的控制是实现节能的关键，智能照明系统需要通过光传
感器，时间控制器，调光器等来控制照明灯，以实现适当的照明强度，从
而达到节能的目的。
智能家居中的智能照明系统设计与优化研究
智能家居中的智能照明系统设计与优化研究随着科技的快速发展，智能家居成为新时代的一个重要领域。
在智能家居中，智能照明系统是不可或缺的一部分。
在这篇文章中，我们将探讨智能家居中智能照明系统的设计与优化研究。
1. 智能照明系统的基本原理智能照明系统是基于计算机、通信、控制等技术，以智能化为目标的照明控制系统。
它可以根据人们的需求和习惯，自动地控制照明亮度和色温，实现节能环保的效果。
智能照明系统包括两个基本要素：照明源和控制系统。
照明源：智能照明系统的照明源可以是各种各样的，如LED灯，节能灯等。
这些灯可以通过协议或网络控制进行开关，亮度，颜色的调节。
控制系统：控制系统是智能照明系统的大脑，它连接照明源和用户，可以通过Wi-Fi、ZigBee等协议进行通信并控制照明源，实现人机交互和智能自动化控制。
2. 智能照明系统设计智能照明系统的设计需要考虑多方面因素，如功能要求、空间布局、安全可靠性等。
以下是设计智能照明系统的一些要点。
基本功能需求：智能照明系统需要实现的基本功能包括灯光的开关，亮度，颜色等的调节，以及定时开关和场景配置等。
空间布局：不同居室的设计需要结合空间要求进行调整。
例如，在厨房、浴室中，需要采用防水的照明设备；在起居室中则可以适当增加色彩温暖感。
安全可靠性：智能照明系统的设计需要考虑安全可靠性问题，例如，灯光应该避免过亮或过暗等，防止对人眼造成伤害和不适。
以上是智能照明系统设计的一些要点，设计师需要综合考虑用户需求、环境要求以及技术实现等方面，提供完整的智能照明系统方案。
3. 智能照明系统优化研究智能照明系统的优化研究有助于提高其灵活性和节能性。
以下是一些优化方案。
灯光亮度和温度自适应：通过传感器获取环境参数，如温度、湿度、风速等，智能照明系统可以实现对灯光亮度和温度的自适应，减少能源损耗。
使用智能设备：智能照明系统可以与手机、智能手表等设备联动，实现更加便捷且快速的远程控制。
智能场景设置：智能照明系统可以允许用户根据需要设置不同场景，例如，晚上看电影需要柔和的灯光，白天工作需要明亮的灯光等。
智能建筑中的智能照明系统设计与研究
智能建筑中的智能照明系统设计与研究随着信息科技的不断发展，智能建筑的应用越来越普遍。
传统的建筑设施已经难以满足当今人们的需求，智能化的照明系统也因其节能、便捷、舒适等特点在智能建筑中得到了广泛应用。
智能照明系统的概念智能照明系统是一种基于现代信息技术的照明系统，能够自动感知周围环境的光线情况，调节灯光的亮度和色温，提高照明质量和节能效果。
智能照明系统的核心技术是传感器技术和智能控制技术，其基本模块包括传感器、执行器和控制器。
传感器是智能照明系统的核心组成部分，通过感知周围环境的光线、温度、湿度、人流等信息，将这些信息传递给控制器。
控制器再根据传感器反馈的信息，通过执行器自动调节照明系统的亮度和色温，使照明系统保持最佳状态。
智能照明系统的功能和特点智能照明系统具有很多功能和特点，如：1. 自动调节灯光亮度智能照明系统能够自动感知周围的光线强度，根据不同情况调节灯光的亮度，以达到最适宜的照明效果。
2. 调节灯光色温灯光的色温直接影响人们的视觉感受，智能照明系统能够根据环境需要调节灯光的色温，保持照明系统的舒适度。
3. 提高能源利用效率智能照明系统能够根据人流量、时间等因素调节灯光亮度和色温，实现灵活控制和节能效果。
4. 优化照明质量智能照明系统能够合理分配灯光，避免光污染和眩光，最大限度地提高照明质量。
智能照明系统的设计与研究设计智能照明系统需要研究和解决以下问题：1. 传感器选择和布局传感器的选择和布局对智能照明系统的性能有很大影响。
需要根据不同应用场景选择合适的传感器，并合理布局，确保获取准确的传感器数据。
2. 控制算法优化控制算法是智能照明系统的核心部分，将传感器数据转化为控制命令，实现自动调节灯光亮度和色温。
需要通过优化算法来提高照明系统的精度和鲁棒性。
3. 系统集成和测试智能照明系统的集成需要融合多个技术和模块，包括传感器、执行器、控制器、人机界面等。
需要进行系统集成和测试，保证系统的可靠性和稳定性。
led智能驱动系统设计研究背景
led智能驱动系统设计研究背景LED智能驱动系统设计研究背景引言：LED（Light Emitting Diode）作为一种新型的光源技术，具有高效节能、长寿命、快速开关、可调光等优点，已经广泛应用于照明、显示和通信等领域。
然而，为了实现更好的灯光效果和节能控制，LED智能驱动系统的设计变得至关重要。
本文将探讨LED智能驱动系统设计的背景及相关研究。
一、LED智能驱动系统的意义1. 节能环保：传统照明设备如白炽灯和荧光灯存在较大的能量浪费问题，而LED具有高效节能的特点。
通过智能驱动系统的设计，可以实现对LED灯光亮度和色温的精确控制，进一步提高节能效果。
2. 高质量照明：智能驱动系统可以实现对LED灯光亮度、色温和色彩饱和度等参数的调整，从而满足不同场景下对照明质量的需求。
3. 长寿命可靠性：通过合理设计电流和温度控制策略，智能驱动系统可以延长LED的使用寿命，提高其可靠性和稳定性。
二、LED智能驱动系统设计的关键技术1. 电源管理：LED智能驱动系统需要提供稳定可靠的电源供应。
采用高效的开关电源设计可以提高能量转换效率，减少功耗。
2. 调光控制：通过调整LED的亮度，可以实现对照明效果的精确控制。
采用PWM（Pulse Width Modulation）技术可以实现对LED灯光亮度的调节。
3. 色温控制：不同场景和需求下对灯光色温有不同要求。
智能驱动系统需要提供可调节色温的功能，以满足用户需求。
4. 温度管理：LED工作时会产生较高的热量，过高的温度会影响其寿命和性能。
智能驱动系统需要监测和控制LED工作温度，保证其在安全范围内运行。
三、相关研究进展1. LED驱动电路拓扑结构设计：研究者通过改进传统的电流源和电压源结构，提出了多种新型拓扑结构来实现高效、稳定和可靠的LED驱动电路。
2. 智能调光控制算法研究：研究者通过分析不同场景下的照明需求，提出了基于光感应、人体感应和时间控制等算法，实现对LED灯光亮度的智能调节。
LED照明系统的设计与优化研究
LED照明系统的设计与优化研究第一章 LED照明系统的概述LED（Light Emitting Diode，发光二极管）是一种半导体器件，其具有低能耗、长寿命、高效率等特点。
因此，在照明领域中，永磁直流电机是当前被广泛应用的发光二极管光源。
LED照明系统由LED光源、驱动电路、光学器件、散热器等组成。
因此，如何设计一种具有高效率和良好可靠性的LED照明系统是一项重要的课题。
第二章 LED光源的选型与设计LED光源的选择直接影响到LED照明系统的效率。
当选型不当时，不仅会增加系统成本，也会影响系统的寿命。
在选型时要考虑以下因素：（1）发光效率：LED光源的发光效率是影响LED照明系统能耗和光效的重要因素。
（2）色温和色彩还原：LED光源的色温和色彩还原能力直接影响到被照明物体的外观以及视觉效果。
（3）寿命：LED光源寿命较长，因此，在选型时，要选择具有良好寿命特性的光源。
（4）光通量稳定性：LED光源的光通量稳定性是LED照明系统能否达到一定亮度及长期保持同一亮度的重要因素。
（5）光特性：LED光源的光特性包括发散角、光强度、光分布等，它们会直接影响LED照明系统的光学设计。
第三章 LED驱动电路的设计与优化LED驱动电路是LED照明系统中重要的组成部分之一。
它不仅能提供所需电流和电压，还能控制LED光源的亮度和色温等参数。
在选择LED驱动电路时要考虑以下因素：（1）效率：LED驱动电路的效率会直接影响到LED照明系统的能耗。
（2）驱动方式：LED驱动电路的驱动方式目前主要有直流驱动和交流驱动两种。
（3）功率因数：LED驱动电路的功率因数不仅影响到功率因数的提高，还能减少对电网的负荷及实现能量回收。
（4）控制性能：LED驱动电路的控制性能直接影响到LED照明系统的调光和色温调节等能力。
第四章 LED光学器件的设计与优化LED光学器件是LED照明系统中决定光学性能的根本因素。
它主要通过设计与优化反射杯、透镜等装置，实现对LED发出的光线的方向控制、搭配和均匀性等方面的优化。
智能照明系统的设计与实践研究
智能照明系统的设计与实践研究智能照明系统是一种通过智能化技术控制照明设备来实现节能、环保、舒适、便捷的系统。
它可以根据周围环境情况和人的需求智能地调节灯光亮度和颜色，不仅可以满足不同场景的需求，而且可以优化照明效果，提高使用效率和舒适感。
本文将从设计和实践两个角度，探讨智能照明系统的技术特点、实现方法和应用场景，为读者提供一些有益的研究思路和参考。
一、智能照明系统的技术特点智能照明系统的技术特点主要包括以下几个方面：1、传感器技术：智能照明系统需要通过各种传感器（例如光照传感器、温度传感器、声音传感器等）来获取周围环境信息，以便对灯光进行自动化控制。
2、网络技术：智能照明系统的各种灯光设备和控制终端需要通过网络进行互联互通，以便实现集中控制和管理。
3、智能算法：智能照明系统需要具备智能计算和决策能力，能够根据所获得的信息对灯光进行智能调节和优化。
4、人机交互：智能照明系统需要提供友好的用户界面和交互方式，以方便用户进行监控和控制灯光。
二、智能照明系统的实现方法智能照明系统的实现需要综合运用物联网、云计算、人工智能等先进技术，并采用适当的硬件设备和软件平台，下面以三种常用的实现方法为例进行介绍：1、基于嵌入式系统的智能照明基于嵌入式系统的智能照明，是指将各种传感器、执行器、控制器和路由器等部件组合成一个智能控制节点，运用软件算法实现自适应控制，最终达到节能和舒适的目的。
这种实现方法可以灵活地适应各种应用场景，但对开发人员的技术要求较高，需要有嵌入式系统和网络通信方面的技能。
2、基于云计算的智能照明基于云计算的智能照明，是指利用云计算技术和大数据分析方法，对各种照明设备进行智能化管理。
这种实现方法不需要购买高昂的硬件设备，只需要通过互联网连接到云端系统即可。
使用者可以通过手机、平板电脑等终端设备，随时随地对照明设备进行控制，管理，实现远程智能控制功能。
但是基于云计算的智能照明需要考虑网络带宽、网络延迟等因素，还需要对数据隐私进行保护。
智慧城市中的智能化照明系统设计研究
智慧城市中的智能化照明系统设计研究一、前言随着现代化技术的不断发展和城市化的加速推进，智慧城市成为了现代城市的一个热门话题。
智慧城市的发展需要高品质生态环境的支持，其中智能化照明系统的建设是实现智慧城市的一个重要环节。
本文主要从智能化照明系统的设计和研究两个方面出发，探讨智慧城市中智能化照明系统的构建和实现，为智慧城市的发展提供技术支撑。
二、智慧城市中智能化照明系统的设计1.智能化照明系统的定义智能化照明系统是一种以记录、分析、管理和控制灯光资源的系统，其目的是提高照明能源的有效使用和管理。
智能化照明系统还可以整合其他智慧城市系统，实现更高效的城市管理。
2. 智能化照明系统的构成智能化照明系统主要由以下内容构成：（1）传感器：用于感知周围环境的数据，包括光照强度、温度、湿度等；（2）控制器：用于管理系统，对传感器感知到的数据进行计算和分析，并向照明设备发布指令，控制其开启、关闭、亮度调节等操作；（3）通讯网络：将传感器和控制器等设备连接在一起，形成网络，实现数据共享和系统交互；（4）照明设备：包括LED灯、路灯等。
LED灯光效率高、寿命长、颜色丰富，是智能化照明系统中常用的照明设备。
3.智能化照明系统的工作流程智能化照明系统的工作流程如下：（1）传感器感知当前环境数据，将数据传输给控制器；（2）控制器分析传感器数据，根据数据判断是否需要开启或关闭照明设备，以及需要开启设备的亮度；（3）控制器向照明设备发布指令，控制设备的开启、关闭和亮度调节；（4）照明设备执行指令，完成相应的操作。
4. 智能化照明系统的特点智能化照明系统具有以下特点：（1）可视化：智能化照明系统可以显示照明区域的实时状况和设备状态，方便管理人员进行监控和管理；（2）自动化：智能化照明系统能够自动感知环境数据和照明需求，进行智能控制，实现照明管控的自动化；（3）节能性：智能化照明系统可以提高灯光的利用效率，通过亮度调节等方式实现节能，降低照明能耗；（4）交互性：智能化照明系统可以与其他智慧城市系统进行数据交互和资源共享，实现更高效的城市管理。
led智能驱动系统设计研究背景
LED智能驱动系统设计研究背景深度研究报告1. 研究背景随着人们对节能环保意识的提高，LED（Light Emitting Diode）照明技术作为一种更为高效和环保的照明方式，得到了广泛的应用。
然而，传统的LED驱动系统存在一些问题，如功率损耗较大、驱动效率较低、调光性能有限等。
为了充分发挥LED的优势，提高照明系统的性能和效率，设计一种智能驱动系统来实现LED灯的精确控制是本次研究的目标。
2. 研究目标本研究的目标是设计一种LED智能驱动系统，通过对LED灯的精确控制，实现高效率、高可靠性和灵活性的照明系统，以满足不同场景下的照明需求。
具体而言，以下是我们的研究目标：•提高LED照明系统的驱动效率；•实现对LED灯的精确调光和颜色控制；•提高LED照明系统的可靠性和稳定性；•实现智能化的照明系统，能够根据环境光线和用户需求自动调整亮度和颜色。
3. 研究方法为了达到上述研究目标，我们将采用以下方法进行研究：3.1 理论研究首先，我们将对LED驱动技术、调光技术、LED灯的光电特性等进行深入的理论研究，以了解LED照明系统的关键技术、驱动原理和光学特性。
3.2 设计LED驱动电路基于理论研究的结果，我们将设计一种高效、稳定的LED驱动电路，并使用模拟和数字电路设计工具进行仿真验证和性能优化。
在设计中，我们将考虑功率因数校正、电流精度控制、温度补偿等关键功能。
3.3 开发智能控制算法为了实现智能化的照明系统，我们将开发基于环境感知和用户需求的智能控制算法。
这些算法将根据环境光线、用户需求和能源消耗等因素来实时调整LED灯的亮度和颜色，以提供最佳的照明效果。
3.4 实验验证最后，我们将设计并制作LED照明系统的原型，并进行实验验证。
通过对比实验和性能测试，评估LED智能驱动系统在驱动效率、调光性能、颜色控制等方面的表现，验证系统的可靠性和稳定性。
4. 研究发现经过深入的研究和实验验证，我们取得了以下研究发现：1.设计的LED驱动电路能够实现高效率、高精度的LED灯的驱动，提高了整个照明系统的能源利用率。
LED智能照明系统设计
LED智能照明系统设计LED被称为第四代照明光源或绿色光源，LED的发光器件是冷光源，具有节能、环保、寿命长、体积小等特点。
白炽灯，卤钨灯的光效为12～24lm/W，荧光灯50～70lm/W，钠灯90～140lm/W，而且大部分的耗电变成了热耗。
LED可达到50～200lm/W，而且单光的单色性好，光谱窄，无需过滤，可直接发出有色可见光。
在相同照明效果的情况下，耗电量约为白炽灯的十分之一，荧光灯的二分之一。
同样效果的一支日光灯40多瓦，而采用LED每支的功率只有8瓦。
LED的平均寿命达10万小时，安全可靠性强，不含汞，钠元素等可能危害健康的物质，有利于环保，被称为“绿色照明光源”。
2 智能照明控制方案设计利用光敏电阻检测室内光线的强弱，被动热释红外探测器可探测人体的特征，传感器将检测数据传送给控制核心———单片机，根据处理结果去控制照明设备的开启、关闭和照度。
图1为智能照明控制方案原理框图。
该系统主要由三部分组成：传感器部分，控制器部分和LED驱动电路和照明系统，见图1。
3 系统硬件设计3.1 传感器部分3.1.1 被动式热释电红外探测器该探测器有三个关键元件：菲涅尔滤光芯片，它通过截止波长8～12μm的滤光芯片，起带通滤波器的作用，使环境的干扰受到明显的控制；菲涅尔透镜，聚焦作用，即将热释的红外信号折射（反射）在热释电红外传感器上，第二个作用是将警戒区内分为若干个明区和暗区，使进入警戒区的移动物体能以温度变化的形式在热释电红外传感器上产生变化热释红外信号，这样热释电红外传感器就能产生变化的电信号；热释电红外传感器将透过滤光芯片的红外辐射能量的变化转换成电信号，即热电转换。
人体都有恒定的体温，一般在37度，所以会发出特定波长10μm左右的红外线，被动式红外探头就是靠探测人体发射的10μm左右的红外线而进行工作的。
人体发射的10μm 左右的红外线通过菲涅尔滤波片增强后聚集到红外感应源上。
红外感应源通过采用热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射稳定发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，经检测处理后就能产生电平的变化。
LED智能节能照明控制系统的设计
LED智能节能照明控制系统的设计LED智能节能照明控制系统是一种能够实现照明节能的系统，通过其智能化的控制功能，能够高效地管理和控制LED灯光的亮度、颜色和开关，从而实现对照明系统的智能化管理和节能优化。
该系统能够根据环境光线、人员活动情况和需求等多种因素进行智能控制，将照明系统的使用过程最大限度地提高效率，同时避免不必要的能源浪费。
传感器部分是整个系统的感知器，主要通过感知环境光线、人员活动以及其他参数，将这些信息传输给控制器，以便对照明系统进行控制。
在传感器的选择上，可以采用光敏传感器、红外传感器等多种传感器来实现对环境光线和人员活动的感知。
控制器是整个系统的核心，主要通过与传感器进行数据交互和处理，实现对照明系统的精细控制。
控制器可以采用微控制器或者计算机等智能化设备来实现。
控制器需要具备数据处理、控制逻辑和通信等功能。
在控制逻辑的设计上，可以考虑使用模糊控制算法、PID控制算法等方法来实现对照明系统的精细控制。
执行器部分是根据控制器的指令，实际控制照明系统的设备。
在LED智能照明控制系统中，执行器主要是指LED灯具。
通过控制器向LED灯具发送相应的指令，实现对灯具的亮度、颜色和开关状态的控制。
此外，还可以将执行器与其他设备连接起来，实现灯光与其他设备的联动。
在系统的设计上，需要考虑以下几个方面：首先，需要根据具体的应用场景和需求，对照明系统的功能和性能进行需求分析。
例如，对于办公场所，可能需要实现人员活动感知、光线调节、人员照明等功能；对于室外照明，可能需要实现环境亮度感知、自动照明调节等功能。
其次，需要选择合适的传感器和控制器。
传感器的选择应根据要感知的参数来确定，例如，环境光线感知可以选择光敏传感器；人员活动感知可以选择红外传感器等。
控制器的选择需要根据需求的复杂度和控制精度来确定，如果需要更高的精度和功能，可以选择计算机等智能设备。
然后，需要进行系统的集成与测试。
在集成过程中，需要将传感器、控制器和执行器进行连接和配置，并进行相应的测试和调试，以保证系统能够正常运行。
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第26卷 第4期2009年8月 黑龙江大学自然科学学报JOURNALOFNATURALSCIENCEOFHEILONGJIANGUNIVERSITY Vol126No14August,2009
智能LED照明系统的研究与设计王立刚, 建天成, 李晶晶(大庆石油学院电子科学学院,大庆163311)
摘 要:分析了学校、办公室等地点照明和LED灯的的特点,利用人工智能原理,设计了智能高效LED照明系统,并进行了分析说明,利用基于专家知识的数据融合技术,建立了知识库,设计了温度、人体检测、照度检测及PWM电路,经过实验达到了要求,本研究成果可组合应用到照明领域,对近一步开发智能LED照明系统具有一定的意义。关键词:智能;发光二极管;照明系统中图分类号:TN312
+
.8文献标志码:A文章编号:1001-7011(2009)04-0543-03
收稿日期:2009-04-16
基金项目:黑龙江省教育厅科学技术研究资助项目(11521012)作者简介:王立刚(1959-),男,副教授,主要研究方向:数据融合技术、光电检测技术、模式识别与人工智能、智能电子设备及嵌入式理论与应用
0 引 言在我国,照明耗电占年发电总量的12%(超过100亿kW・h),而对照明时间长,照明场所多的学校、办公室等地点的照明灯具多为白炽灯、荧光灯、节能灯和螺旋节能灯,照明耗电超过本单位所有耗电的40%[1],控制方式多采用手动开关,不能连续调节,有些地方有人和无人,白天黑天都亮着,很难科学管理,从而造成大量的能源浪费;LED光源的特点:节能、寿命长、光效高、环保、可控制好、无辐射及低功耗等,并且LED的光谱几乎全部集中于可见光频段,其发光效率可达80～90%。白光LED的能耗仅为白炽灯的1/10、荧光灯的1/2、节能灯的1/4,普通白炽灯的光效为12lm・W
-1
,寿命小于二千小时,螺旋节能
灯的光效为60lm・W
-1,寿命小于八千小时,T5荧光灯则为96lm・W-1
,寿命大约为一万小时,而1W的
高亮度白光LED为60lm・W-1以上,寿命可大于十万小时,随着能源紧缺、电价越来越高、环保要求及LED的光效的提高,用LED替代白炽灯、荧光灯、节能灯、螺旋节能灯将成为必然,因此,研究设计智能LED照明系统有较大的使用价值。
1 智能LED照明系统的结构LED灯温度检测模块中的温度传感器采用DS18B20,其测量温度范围为-55℃～125℃,在-10℃～85℃范围内,精度为±015℃,完全满足本设计的测量温度范围和精度要求,向专家智能模块提供LED灯的温度信息;人体检测系统用于检测照明区人多少的信息,主要有调制器、热释电传感器和相应的检测电路组成,向专家智能模块提供静止人多少的信息;光照度检测用于检测照明区内光照信息,
向专家智能模块进行亮度控制提供依据;亮度控制器产生一定占空比的脉冲信号,控制LED驱动电源输出一定的驱动电流去控制LED灯的亮度;LED驱动电源为LED灯提供一定的电流和电压。2 专家智能模块的设计智能模块等同于一个专家系统,是智能LED照明系统的核心,其中知识的多少、综合数据是否齐全、推理能力的强弱直接影响到智能LED照明系统智能的高低,本系统主要利用基于专家知识的数据融合技术,跟据数据融合的结果对LED灯进行有效的控制,虽着智能技术[4]、微处理器的不断发展,智能程度也不断提高。211 知识库采用基于专家知识的数据融合技术[3],设计知识
库中的知识,可克服常规的数据融合技术计算复杂,
实时性差难于实现的缺点,如表1。其中:“A
i,Bi,Ci(i=1,2,3,4)和“0”代表相应传
感器转换信息的有无大小,D1～D8表示这多个信息的融合结果,其中融合的结果是关键,需经多次实验才能确定,它决定如何对LED灯进行科学的控制,达到智能高效的目的。212 综合数据模块用于存放照明控制中的原始数据、经验值及电路的基本参数、各种补偿数据及性能参数,推理过程中所用的事实数据,也可用于存放推理过程中得到的中间数据。213 推理机根据传感器及综合数据模块中的数据,利用知识库中的知识进行思维、推理后作出判断,控制LED驱动电源及亮度调节电,达到智能高效照明的目的。214 知识获取单元根据不同的照明环境及要求负责建立、扩充知识,并对现有的知识进行一致性、完整性的维护等。
3 硬件电路的设计311 人体检测系统的设计选SD02型热释电红外传感器。SD02型热释电红外传感器由热释电敏感元件(两个)、场效应管、高阻值电阻和滤光片(FT)等组成。双敏感元的SD02型热释电红外传感器产生的热释电信号只与它本身温度的变化率成正比,或者说热释电效应只对运动着的人体有反应,为了对照明范围静止人和运动人的检测需要在SD02前加透镜、滤光片和调制器。312 基于DS18B20的温度检测温度检测模块中的温度传感器采用Dallas半导体公司生产的数字化温度传感器DS18B20。其测量温度范围为-55℃～125℃,在-10℃～85℃范围内,精度为±015℃,完全满足本设计的测量温度范围和精度要求。对于中大功率(300W以上)的LED灯,温度的控制很重要,温度的高低影响LED的发光效率和寿命,本系统对它的温度进行实时检测,利用微型风扇进行降温,保证LED灯正常工作。313 基于光敏电阻的光电检测通过对光敏电阻各种性能的讨论研究,发现光敏电阻的光谱响应范围相当宽;工作电流大,可达数毫安;
所测的光强度范围宽,即可测弱光,也可测强光;灵敏度高,通过对材料、工艺和电极结构的适当选择和设计,
光电增益可以大于1;偏置电压低,无极性之分,使用方便。根据上面所作的分析,考虑到调光电路中光敏电阻所处的环境及检测光亮度的范围大约在150lx(室内光照度需要开灯照明)到250lx(室内光照度不需要开灯照明)之间。在设计中最终选用国产MG45-5型光敏电阻。
・445・黑 龙 江 大 学 自 然 科 学 学 报 第26卷 314 用NE555定时器构成的调光大多数LED驱动电源都有PWM调光功能,如NCP1200及LT系列可设计大功率的LED驱动电源。根据国家标准民用建筑照明设计标准(GBJ133-90),控制亮度在250lx左右。首先通过人体检测系统检测是否有人,并探测环境亮度。如果没人,所有LED灯均不开。如果有人,分成二种情况:若需要照明环境的照度X>250lx时,LED照明灯处于关闭状态;若需要照明的环境的照度X
<250lx时,LED照明灯具处于开启状态,并且随着环境照度利用PWM调光脉冲调节LED灯具的照度,LED灯具照射到室内的平均照度为E=250-X。
4 结束语该智能LED照明系统的实现,是综合运用微处理器、人工智能、传感器、数据融合、LED驱动电源及微电子技术的结果,它对提高LED照明系统的性能、照明领域的节能及环保很有意义。该系统在人体检测及光照度检测的准确度方面有待提高,智能模块的实现也有一定的问题,继续开展这方面的研究,进一步提高智能LED照明系统的性能。
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ResearchanddesignoftheintelligentLEDlightingsystems
WANGLi2gang, JIANTian2cheng, LIJing2jing(SchoolofElectronicsScience,DaqingPetroleumInstitute,Daqing163311,China)
Abstract:BasedontheanalysisofthecharacteristicsofLEDlightsandthelightingoftheschoolandofficeloca2tions,theintelligentandefficientLEDlightingsystemwasdesigned,andthedescriptionandanalysiswasgiven,u2singtheprinciplesofartificialintelligence.Basedontheexpertknowledgeofdatafusiontechnology,theknowledgebaseanddesignedthetemperatureandthehumanbodydetectioncircuit,illuminationcircuitandthePWMcircuitwereestablished.Theresultsshowsthatthisstudycanbeappliedtothefieldoflighting,itisacertainsignificanceforthefurtherdevelopmentofintelligentLEDlightingsystem.Keywords:intelligent;lightemittingdiode;lightingsystem
・545・第4期王立刚等:智能LED照明系统的研究与设计