一种节能型智能控制的LED照明物联网系统设计

本文重点表述了节能型智能控制的LED照明物联网系统的组成、应用与实现方法，以办公或住宅照明为控制平台，兼备太阳伏光发电、网络通信、信息家电、设备自动化并集系统、结构、服务、管理、控制为一体，来创造高效、舒适、安全、便利、环保的办公或居住的照明环境。

一、前言

LED照明已走进人们的工作和生活，随着节能环保和清洁能源的照明意识加强与LED照明本身的特点及控制方法催生更高的照明层次需求，推动照明新产业的迅速发展，具体表现在：照明更加节能可控、低碳、安全可靠；时尚个性，满足不同用户独特需求；轻松管理，可通过操作面板、电脑、手机、IPOD、遥控器等登录网络进行对办公或住宅照明进行控制。更重要的是可通过对光的明暗或光色的控制使照明环境为人们的工作学习、休息提供更好与更加健康的智能服务。同时系统还有信息反馈和交流的平台，使人们在轻松享受照明环境的同时可交流平台上的照明应用控制信息，以此扩大节能和智能型LED照明的应用，扩大全社会对能源清洁、降耗、减排的节能照明理念的关注，并以此更好地保护我们可爱的地球家园。

二、系统组成与应用原理

本系统由四个分系统组成，具体分别是太阳能伏光供电与调节系统、LED照明驱动及控制系统、调光调色等照明功能智能控制系统和物联网上位机集中控制与信息反馈平台系统。

(1)太阳能伏光供电与调节系统

太阳能伏光供电与调节系统，包括太阳能电池板、蓄电池组、计算机自动控制的充电及供电系统、伏光发电系统数据采集和调节供电控制及与上位机联网系统。此部分是利用太阳能伏光发电给办公或家用LED照明系统供电，同时在遇上连续阴天伏光发电不够用时系统自动调节使用市电保证正常照明。

设置太阳能光伏发电系统最大功率输出点跟踪，利用传感器网络节点对每块太阳能电池的工作情况进行监控，包括输出电流、电压、功率变化的曲线，并将这些信息汇总到上位机监控软件，通过分析各种数据，实现太阳能电池的最大输出功率跟踪，提高太阳能电池的工作效率。对于蓄电池组工作参数检测系统，利用单总线温度传感器检测温度，利用电流变送器检测电流并将数据通过ＣＡＮ总线上传给主控机，由主控机进行处理并显示出来。采用在模块上设置硬件开关或跳线产生模块地址数据，然后由ＭＣＵ通过Ｉ/Ｏ口读入并存放在ＲＡＭ中，便于上位你读取和调用。

(2)LED照明驱动及控制系统

LED照明驱动及控制系统，此系统又分主体照明和辅助照明，主体照明具有调光、调色功能及有多种灯光模式组合，使环境光线更为舒适，同时亦可作较多的变化，以适应不同的情况。早上能使办公室的光线更加清新，下午会发出一种微弱的淡蓝光，但就是这种光能激发人们工作的热情，晚上在客人探访、聚会畅谈时可能需要较明亮的灯光，而在欣赏古典音乐或轻音乐时，柔和的灯光会通过传感控制后自动显得较为写意而舒缓。另外还可以在白天使自然光照明和LED照明自动融合达到最佳照明效果，使节能效率维持在最佳水平。

这些是照明光线效果的动感变化，实质就是控制LED的电流的变化。我们知道LED之所以比传统光源更适合控制主要原因是响应快线性好、上升快、光谱色温可调、安全并且可分离控制。现阶段国内外很多家公司投入资金研究LED驱动控制IC，大部分都留有兼容和控制接口。电路设计趋势也向集中控制、标准模块化及控制系统可扩展性等方面发展。这样对LED灯具光源控制变得非常方便。