智能LED照明系统的研究与设计

苏志贤

摘要：随着社会的进步，照明系统开始走向智能化。本文分析了学校、办公室等地点的照明和LED灯的特点，利用人工智能原理和数据融合技术，不断建立基于温度、人体检测、照度检测的数据库，设计出智能高效的LED照明系统，实现节能、高效的多样化控制。

关键词：照明系统；数据融合技术；人工智能

中图分类号：G718 文献标识码：B 文章编号：1672-1578（2017）09-0179-01

1.引言

随着人们生活水平的提高，具有色彩丰富的LED（Light Emitting Diode）在家居照明、商业照明、共同照明和景观照明等领域得到广泛的应用，智能控制系统在LED照明的二次节能中发挥的作用得到充分体现[1]。传统照明控制多以手动控制为主，主要用于实现开关控制与调光控制，在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光源具有的特点：节能、寿命长、光效高、环保、可控制好、无辐射以及低功耗等[2]，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替代传统的光源将成为必然，因此设计智能LED照明系统有较大的使用价值。

2.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PT1000，其测温范围为-55℃～125℃，在-10℃～85℃范围内，精度为0.5℃，完全满足本设计的测量温度范围和精度要求，向智能模块提供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[3]，向智能模块提供人多少的信息。光照度检测用于检测照明区光照信息，向智能模块进行亮度控制提供依据，亮度控制器产生一定占比的脉冲信号，控制LED驱动电源输出一定的驱动电流去控制LED灯的亮度。开光电源为LED灯提供一定的电流和电压。

图1 智能高效LED照明系统结构图

3.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，其中综合数据的是否齐全，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数据融合技术[4]，对LED灯进行有效的控制，随着微处理器的不断发展，智能程度会明显提高。

4.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，也用于存放推理过程中得到的中间数据[5]。

5.硬件电路的设计

5.1 人体检测系统的设计。采用双敏元的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。

5.2 基于PT1000的温度。对于LED灯，温度的控制很重要，温度的高低影响LED灯的发光效率和寿命，本系统对它的溫度进行实时检测，利用微型风扇进行降温，保证LED灯正常工作。

5.3 基于光敏电阻的光电检测。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150lux到250lux之间，在设计中选用MG45-5型光敏电阻。

首先通过人体检测系统是否有人，并探测环境亮度，如果没人，所有LED灯均不开，如果有人，分成两种情况：若环境照明亮度大于250lux，LED灯处于关闭状态，若小于250lux，LED照明灯处于开启状态。

6.结论

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、开关电源，它对提高照明系统的性能、照明领域的节能及环保都很有意义。但是该系统只是非常浅显的谈到人工智能在智能LED照明系统中的应用，各个模块的应用以及功能实现都有待提高，从而进一步提高智能LED照明系统的性能。

参考文献：

[1] 智能LED照明系统的设计[J].夏丽.西安电子科技大学.2014.

[2] 基于LED的智能照明系统的设计与实现[J].张海华.华南理工大学.2013.

[3] LED智能照明系统与驱动电源的研究[J].黄辉、邬智江.电子设计工程.2015.

[4] 基于人工智能的数据融合技术在火灾探测中的应用研究[J].李小亚.广东工业大学.2005.

[5] 指挥和控制中的多传感器数据融合及人工智能特诊[D].葛非、王先培、李春燕、吴建江、陈明江.科技进步与对策.2000endprint