智能LED照明系統(tǒng)是LED照明發(fā)展的一種趨勢，城市景觀照明、商業(yè)照明、公共環(huán)境照明、山水實景演藝場等都需要智能LED照明系統(tǒng)，居家照明、別墅照明，私家花園的照明和防盜也需要智能LED照明系統(tǒng)。LED照明正在向智能化方向發(fā)展，LED照明技術的智能化需要將傳感技術、信號智能處理技術、電子控制執(zhí)行技術、無線通信整合在一個控制系統(tǒng)里，LED光源模組的點亮還是需要用直流恒流電源驅動。LED照明智能化目的是為了更好的節(jié)省能源和實現(xiàn)智能控制。智能LED照明系統(tǒng)包括各種傳感器、探頭，信號處理系統(tǒng)，基于MCU的智能控制系統(tǒng)、電子控制技術、無線通信與控制，和形形色色的LED照明燈具。智能LED照明系統(tǒng)中的LED燈開閉、亮度調節(jié)甚至可以用智能手機通過WIFI、GPRS、3G和LTE通信網絡進行遠程控制或現(xiàn)場遙控。

LED照明市場增長迅猛

今年以來LED照明市場增長迅猛，大眾照明平價LED燈具市場的藍海已呈現(xiàn)端倪，2013年是LED照明產業(yè)大干準備之年，2014年、2015年是平價LED燈具普惠到老百姓家走向海量生產巔峰，將是滿足藍海市場的需要關鍵之年，LED照明燈具企業(yè)將為之展開性價比的大競賽。預測到2014年前LED的背光生產數(shù)量依然大于LED照明，2015年、2016年LED照明生產數(shù)量將大大超過LED背光。智能LED照明能上量的最先市場是樓宇智能照明，年增長率達18%，快速增長的智能樓宇市場，智能LED照明控制相關企業(yè)都競相參與受益。

智能LED照明系統(tǒng)

智能LED照明系統(tǒng)基本由：“傳感器+信號調理+MCU智能處理+電子執(zhí)行控制+驅動恒流電源+LED光源+無線通訊”組成。傳感器的主要功能是采集各種有用信號，將非電量信號變換成電量信號，將微弱信號進行放大。目前適用于LED智能照明的傳感器有紅外線傳感器、超聲波傳感器、光敏傳感器、照度傳感器、聲敏傳感器、霍爾傳感器。它們能自動的收集人體的活動信息、光線的明暗變化的信息、聲音響度變化的信息、物體位移的信息。將這些非電量信號變換成電量信號，經智能處理后，就能對照明燈具進行自動控制，開啟或關閉LED照明燈具。適用于LED照明用的傳感器大多是用微電子技術設計、制造的，如MEMS等，因其體積小容易與LED光源和驅動電源配置在一個燈具單元里。MEMS可以像集成電路那樣大批量生產，成本低廉。傳感器輸出的電信號十分微弱，需要對小信號進行預處理，因此需要信號調理處理器，智能信號處理包括模數(shù)轉換（ADC）、多工器（MUX）、可編程增益放大器（PGA）、電壓基準（REFERENCE）、激勵電源（EXCITATIONS），甚至嵌入微處理器（MCU、ASIC）、存儲器（RAM、E2PROM）等單元，它們采用集成電路的技術制造。這種信號預處理器可作為輸入信號調理前端與MCU做成一體。MEMS制程工藝與集成電路完全不同，因此不能與集成電路做在同一晶圓上。但是可以將MEMS和MCU采用片上系統(tǒng)（SOC）技術封裝在一個單元的模塊內。

MCU或ASIC對采集的信號自動進行智能化處理，可以在生產時用軟件寫入一些智能程序。以便產品在使用時自動實現(xiàn)這些既定功能。電子控制執(zhí)行部分是智能處理結果實現(xiàn)的自動操作系統(tǒng)，在智能照明應用中，一般它直接控制電源的電子開關，控制LED光源的點亮或熄滅。需要遠程控制或集團控制的，還可加入Zigbee、Wireless、GPRS、TCP/IP、WiFi等無線通訊的芯片，將控制信號遠距離傳送，甚至直接用手機遙控。

紅外傳感器

目前智能LED照明用得最多的是紅外傳感器。紅外傳感器是一種熱釋電紅外傳感器，它是用具有熱電性能材料做成的熱探測器，可能是產業(yè)界用得比較多的紅外傳感器之一。傳感器表層溫度無變化時敏感元電荷保持平衡T［K］，當接收外界紅外輻射，表層溫度即發(fā)生變化，敏感元隨之變化，T+?T［K］。也即由于外界的紅外輻射而引起傳感器敏感元表層溫度變化時，紅外傳感器才釋放出電荷（電流）；當溫度變化趨于穩(wěn)定，內部電荷就趨于平衡，敏感元就沒有電荷（電流）產生，對靜止的熱源體沒有電流輸出。利用紅外傳感器這一特性，可以及時檢測運動的紅外熱源，如人類的走動。紅外傳感器是一種被動型溫度敏感器件，對應用環(huán)境溫度不苛求，靈敏度高，光譜響應寬?？蓮V泛用于各種紅外入侵探測器、照明燈具的自動感應開關。上海尼賽拉傳感器有限公司在上海、昆山大批量生產紅外傳感器，為國內外提供高品質的穩(wěn)定貨源。

菲涅爾透鏡

紅外熱釋電傳感器的成功應用需借助于菲涅爾透鏡，菲涅爾透鏡在紅外熱釋電傳感器前具有聚焦和視角調制的作用，菲涅爾透鏡可擴大紅外熱釋電傳感器接收紅外信號源的視角和探測區(qū)域，將一個點的視角變成一個面的視角，因此可以監(jiān)視運動中的紅外源或移動熱源。

菲涅爾透鏡一般種類有：水平多分割式（或稱水平幕簾式、特殊應用）、垂直多分割式（或稱垂直幕簾式、特殊應用）、水平垂直分割式（常用）、圓錐多區(qū)分割式（頂視式、常用）等數(shù)種，應按不同燈具的產品功能需要來選用。菲涅爾透鏡是由專業(yè)廠家制作的，有專門的光學設計，經專用模具壓制的特種塑料零件。一種熱銷的人體感應LED筒燈，利用熱釋電紅外傳感器來檢測移動人體的紅外輻射。只要人體在其探測范圍內橫切走過，當環(huán)境照度低于所設置的啟動照度時感應點燈，點燈期間如再感知人體將重復延時，延時結束后關燈。并設有環(huán)境照度傳感器，用戶可自行選擇所需的點燈照度來確定本燈在環(huán)境暗或亮時工作。地下車庫LED日光燈改造的合同能源管理（EMC），是用節(jié)省的電費來償還預先支付安裝的LED日光燈的費用和省電盈利的，因此LED日光燈安裝后的省電使用管理變得十分重要，事關供應方的切身利益。智能EMC日光燈即普通LED日光燈加裝高性能紅外探測器模組，可作為企業(yè)、賓館、商場、庫房及家庭的樓內走廊、樓梯、衛(wèi)生間等處用于照明的自動開關，真正實現(xiàn)“人來燈亮，人離燈滅”，是一種免接觸、方便、衛(wèi)生、主動節(jié)能的LED燈具。

光敏傳感器與光敏電阻

光敏傳感器是一種光敏二極管，是將光信號變成電信號的半導體器件。它的核心部分也是一個PN結，和普通二極管相比，在結構上不同的是，為了便于接受入射光照，PN結面積盡量做的大一些，電極面積盡量小些，而且PN結的結深很淺，一般小于1微米。應用時需要有一個與環(huán)境光接觸的窗口。當光線有明暗變化時，PN自動導通或關閉。與光敏傳感器工作原理類似的還有光敏電阻，工作原理都是一樣的，都可以用來采集光線明暗變化的信號，作為光線傳感器來用。光敏傳感器作為太陽能路燈的智能自動開關是一種典型的應用案例，簡單而有效，費用不多效果顯著。當天空變亮或變暗時，光敏傳感器自動關閉或打開LED路燈，免于人工控制之勞作。

樓宇LED智能照明網絡

樓宇LED智能照明是目前應用最多的，通過工業(yè)控制器及專用總線（DALI/DSI/DMAX等）可以實現(xiàn)系統(tǒng)化的智能照明。一種典型的應用案例如圖12所示，總控制器可以通過以太網絡對一群樓宇的N個房間的N個燈組進行智能控制，設計可以多樣化，應用靈活方便。

建筑群ZigBee通信控制照明

ZigBee的通信控制是基于ZigBee網關對建筑群的照明、安全、空調的集中控制，散布在建筑群各門庭、走道、樓梯、房間、外墻等處的日光傳感器、溫度傳感器、運動傳感器、監(jiān)視器等將隨機的信息自動連續(xù)采集，通過ZigBee平臺和ZigBee網關傳至中央計算機處理并監(jiān)控，管理人員可以根據中央計算機信息通過遙控器或手機進行無線控制，自動調整建筑群內的照明、溫度和通風。

小結

智能LED照明系統(tǒng)小規(guī)模應用時可以單獨使用，例如商場、辦公室等場所。也可以大范圍并網控制，例如酒店、樓宇、景觀等。組網形式簡單、靈活，新增加的燈具可以隨時接入已有的網絡，無須改變原來的結構，方便LED在各領域的應用。通過遙控器、控制面板、液晶觸摸屏可以方便地管理一定范圍內所有的LED燈具實現(xiàn)無線控制、場景控制；徹底改變傳統(tǒng)一組開關控制一組燈光的模式，提高LED燈的數(shù)字化管理和網絡化管理。小型的智能LED照明在居家自動開閉的燈具中已經得到廣泛的應用。智能LED照明因傳感器和無線通信的深度應用，加上MCU的全面控制，輕松實現(xiàn)LED照明的智能化。將為人類的舒適生活提供更多的便利與福祉。智能LED照明系統(tǒng)技術涉及內容很多、范圍很廣，在這個小篇幅中很難表述清楚，需要分門別類詳述。
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