基于視覺與信息反演的室內(nèi)LED照明技術(shù)

1、基于視覺與信息反演的室內(nèi)LED照明技術(shù)-LED技術(shù)論文(1)LED作為新興光源，得到了廣泛的重視。目前業(yè)界的研究重點在于其光學(xué)與熱學(xué)性能的改善，本文試圖從視覺工效學(xué)與智能照明的角度探究LED用于室內(nèi)照明的優(yōu)越性。作為近年來開展迅猛的光源，LED與傳統(tǒng)光源相比存在超長壽命、高光效、響應(yīng)快、藝術(shù)性、平安、靈敏、可靠性等顯著的優(yōu)勢。但目前LED主要應(yīng)用場合還是背光源領(lǐng)域和路燈、景觀燈等室外照明領(lǐng)域，在室內(nèi)照明領(lǐng)域，其仍然存在著一些缺乏，例如本錢高、顯色性不佳、高亮度、一致性有待進步。綜合LED以上優(yōu)缺點，從應(yīng)用角度來說，在室內(nèi)照明中，我們應(yīng)充分利用LED的優(yōu)勢，并防止其缺點。將來，LED必將在室內(nèi)照

2、明得到廣泛的應(yīng)用，其技術(shù)與照明控制相結(jié)合可以獲得更為良好的效果。LED與照明控制結(jié)合的關(guān)鍵 照明控制是利用計算機、無線通訊數(shù)據(jù)傳輸或電力載波通訊技術(shù)以及電器控制等技術(shù)組成的分布式照明測控系統(tǒng)，來實現(xiàn)對燈光亮度的強弱調(diào)節(jié)、定時控制，實現(xiàn)照明場景的區(qū)域化、個性化控制。一般采用總線控制方式，要求受控?zé)艟呖梢詳?shù)字調(diào)光，并具有較好的快速響應(yīng)特性。目前照明控制一般是采用總線形式，對鹵素?zé)簟⒕哂袛?shù)字調(diào)光整流器的熒光燈等進展數(shù)字調(diào)光，實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)燈具組合調(diào)光，環(huán)境照度調(diào)節(jié)，或者通過不同色溫的熒光燈進展色溫調(diào)節(jié)，照明表現(xiàn)手法尚比較單一。RGB混光LED技術(shù)的出現(xiàn)，使環(huán)境光色的調(diào)節(jié)成為可能，并且非常方便。LED調(diào)節(jié)

3、一般采用PWM占空比調(diào)節(jié)方式，該方式可以很方便地用數(shù)字形式實現(xiàn)。只要在驅(qū)動器上預(yù)留數(shù)字接口，即容易實現(xiàn)與其它數(shù)字系統(tǒng)的通訊，使系統(tǒng)構(gòu)建非常簡單。如圖1所示。 LED與照明控制結(jié)合的關(guān)鍵在于利用其靈敏性與藝術(shù)性，選擇適宜的系統(tǒng)拓撲構(gòu)造。LED照明系統(tǒng)一般節(jié)點數(shù)目、通信信道較多，系統(tǒng)規(guī)模較大，并且對系統(tǒng)響應(yīng)速度要求較高。 目前照明控制系統(tǒng)很多采用RS485總線控制，這是一種基于主從構(gòu)造的控制方式，控制器通過主從應(yīng)答方式和定時巡查，發(fā)出控制指令或者查詢傳感器探測值。RS485只規(guī)定物理層，便于與廠商對系統(tǒng)通訊的自定義。照明控制領(lǐng)域通行的做法是每個LED燈具內(nèi)置一片MCU控制并通過RS485接口芯片連

4、接到總線上。該方式簡單可靠，但應(yīng)用層標(biāo)準不統(tǒng)一，工程應(yīng)用配置較為不便。 另一種應(yīng)用較廣的是基于DALI總線的控制方式，該方式對系統(tǒng)內(nèi)節(jié)點進展編址，數(shù)據(jù)信號由指令和地址組合而成，不同照明單元可以靈敏分組，實現(xiàn)多種組合方式，并可設(shè)置16種照明場景，系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性、兼容性很好。但是每個DALI網(wǎng)絡(luò)節(jié)點不超過64個，不便于大規(guī)模照明場合的應(yīng)用。此外，DALI系統(tǒng)中刷新速度較慢，限制了LED的藝術(shù)表現(xiàn)才能。LED控制領(lǐng)域目前應(yīng)用較廣的為DMX512協(xié)議，該協(xié)議以幀為單位，每幀數(shù)據(jù)由同步頭和512個字節(jié)組成，以符合EIA 485標(biāo)準的串行方式進展數(shù)據(jù)發(fā)送和接收，數(shù)據(jù)傳輸速率為250KBit/s。該方

5、式傳輸速度快，系統(tǒng)規(guī)模大，被廣泛應(yīng)用于舞臺燈光和戶外LED景觀照明等。但是該協(xié)議是單向傳輸形式，系統(tǒng)無法接收燈具信息或外部傳感器信號，無法滿足室內(nèi)照明的封閉式、智能化需求。 經(jīng)研究，我們認為，可以在室內(nèi)照明中采用基于Zigbee無線通訊的分布式拓撲構(gòu)造。工作頻率為2.4GHz無線頻段，可以同時包容60,000多個節(jié)點，控制范圍最遠可達10,000米，能應(yīng)用于家居、酒店、商業(yè)照明等多種室內(nèi)照明場所，Zigbee網(wǎng)絡(luò)具有低功耗，自組織，方便定位等優(yōu)點，用于構(gòu)建無線傳感與照明控制網(wǎng)絡(luò)具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢。 系統(tǒng)采用中央控制器控制的星型網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造。主控制器進展照明場景的設(shè)置、反響信息的處理工作，通過無線網(wǎng)絡(luò)接收各傳感器的數(shù)據(jù)，并對所采集的數(shù)據(jù)進展相關(guān)算法計算，得到各節(jié)點的調(diào)節(jié)指令，并通過網(wǎng)絡(luò)把指令參數(shù)發(fā)送到相應(yīng)節(jié)點。除了燈具節(jié)點和傳感器節(jié)點外，還有手持式遙控器進展簡單的控制操作。各節(jié)點裝備無線通訊模塊，Zigbee模塊具有協(xié)議簡單、低速率、低功耗的