近年来,LED已经在商业照明和户外照明上得到了比较广泛的应用。LED在室内照明领域具有很大的发展空间。室内照明主要是集中在情景照明的应用上,LED相对于普通白炽灯和节能灯具有亮度和色温易调、可塑造性强等优点,因此 LED照明灯具通过智能化控制,人们便能随心所欲的调节灯的亮度和颜色,满足办公场所不同的照明需要。
随着科技的快速发展,LED技术会得到进一步的发展,这些问题也会逐渐被弥补和消失[6]。照明控制方式从传统的机械式开关控制、定时控制、传感器自动控制发展到无线智能控制[7]。LED灯的调光方式也从可控硅调光、模拟调光发展到了脉冲宽度调制(PWM)调光[8,9]。智能照明控制系统不仅能使人们的生活更舒适,让室内光环境更美,而且能延长灯的使用寿命,更大程度的节约能源。LED智能控制系统无论是从实用上还是从经济上来说,都具有深远的意义。
1.2 课题研究意义
LED已经在户外照明和商业照明方面得到了比较广泛的应用,同时随着经济和科技的发展,人们也开始追求更加舒适和健康的工作生活,而且LED灯具具有普通白炽灯和节能灯无可比拟的优势[10]。目前 LED灯的使用大都停留在普通点亮灯的层面,这样不能很好的利用 LED灯亮度可调的优点,同时调光功能更加体现出 LED灯节能的优势,因此设计一款可以随意调节LED灯亮度和点亮数量的照明系统在实用和经济上都有重要意义。现在国外LED智能照明已在很多办公场合得到了广泛的应用,在国内还处于研发初期,具有很大的市场发展前景[11,12]。现代科技的发展驱使人们寻求更加简单和更加快捷的生活工作方式,即使住在最偏远的城市,也会感受到这种速度。所以我们要基于我们所学的知识以及自身能力,勾画出一种用于控制我们生活的方式,而WiFi和智能手机已经走进千家万户,办公场所等公共场所都会提供WiFi供大家使用,我们要充分整合利用资源,将可控灯具集中在我们的手中,WiFi是一种高可靠性的无线通信技术,可以无限扩展,具有低功耗,低成本,抗干扰,易组网的优点。
本课题将无线WiFi技术、LED照明和智能控制系统整合到一起,相互配合,发挥各自的优势,采用App或PC端对多个/多路LED灯进行开关,亮度调节和模式转换的控制。而且整个系统成本相对较低,操作简单灵活。室内LED照明系统摆脱了传统照明系统有线铺设构架,采用科学合理的智能控制,最大限度的降低 LED智能系统的成本,室内智能LED照明系统的主要意义和优势有:
(1)安全性较高:在传统的照明系统中,照明灯具和电源之间要通过铺设冗长的电线来连接控制,当建筑结构比较复杂的时候结构,会由于线路铺设不当而导致火灾等安全事故[13,14],而本课题采用的是2.5GHZ的WiFi无线信号来控制,所有系统部件均是在低电压下工作;而且LED灯的驱动电压和电流都很低,也不会发生像普通照明灯具那样会烧坏灯丝而引发安全事故。
(2)照明质量高:传统的照明灯具亮度不可调,即使亮度可调,也由于采用交流电供电,会出现频闪的现象;LED灯采用直流驱动不会产生眩光和频闪,有助于保护视力,而且LED灯光的光谱中不含有紫外线和红外线污染,不会产生辐射;还可以随时利用APP调节LED灯的亮度,或者利用光传感器或者红外传感器进行自动调光,满足人们日常工作对亮度的最佳需求。
(3)节约能源:LED灯采用直流电驱动,功耗低而且电能转换效率高。采用固定的环氧树脂封装,不会出现灯丝被烧断的现象,使用寿命高达 6-10万小时,是普通白炽灯和节能灯使用寿命的10倍以上。
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