隧道LED照明节能新突破
摘 要
目前，隧道照明几乎都是采用高压钠灯作为光源。但是高压钠灯在辐射形式、显色性、视觉敏感特性、功率规格、亮度控制等方面均存在许多不足，而新兴的LED隧道照明灯具以其优异的性能，克服了高压钠灯的诸多不足，正在成为当今世界隧道照明的主流灯具。本文介绍的隧道LED亮度智能无级控制系统节能方法是在完全满足隧道照明规范的前提下实现的，克服了亮度不可控光源过度照明所造成的电能浪费现象，实现了真正的按需照明。
一、洞外亮度对隧道照明能耗的影响
洞外亮度L20（S）是指在接近段起点S处，距地面1.5m高正对洞口0
外的亮度L20（S）乘以一个系数得来的，因此在一年的大多数时间里，加强照明强度远高于洞内的实际需求，形成过度照明，电能浪费相当巨大。
以80km/h的双车道单向交通为例，若设计交通量大于等于2400辆/h时，其入口段的亮度折减系数为0.035。
从上表可以看出，洞外亮度对隧道能耗影响相当大。洞外亮度越高，洞内照明强度也要越高。洞外亮度越低，洞内照明强度也随之降低。由于一年中绝大部分时间洞外亮度远低于设计基准洞外亮度L 20（S），因此若能采用隧道LED亮度智能无级控制系统，根据隧道洞外实际亮度对洞内加强照明进行跟踪控制，就能有效地避免过度
照明，在完全满足规范的前提下最大限度地节约电能。
度约为1860cd/m 2，冬至时洞外中午的亮度约为842cd/m 2，早、晚和阴天的洞外亮度可低至200cd/m 2以下。目前我国隧道照明白天大多按照四级调光方式，即晴天、多云、阴天和重阴天四个亮度等级。这四个亮度等级大多不分季节以及上午、中午和下午，因此能耗的浪费仍旧相当巨大。图1为高压钠灯晴天洞内加强照明功率线和实际功率需求曲线。图2为LED灯洞内加强照明功率线。图3为隧道LED 亮度智能无级控制系统跟踪晴天洞外亮度的洞内加强照明功率曲图1
耗进行的比较。
夏至白天钠灯加强照明功率需求曲线下部的面积（即图2
从图1中看出，能耗，下同）只占设计照明功率线下部面积的37%，而年平均白天钠灯功率需求曲线下部的面积只占设计照明功率线下部面积的白炽灯虽可进行无级调光，但由于其低下的光效使得其调光变得毫无意义。气体放电灯（如高压钠灯）目前只能在很小的范围内实现调光。这种调光，白天对隧道照明能耗影响并不大。就高压钠灯而言，比较好的节能方法是采用多回路分级控制方式，根据检测到的洞外亮度，对洞内回路进行调整。这种分级控制洞内亮度的方式可产生一定的节能效果。但随着科学技术的发展，LED 以其优异的性能正在成为照明领域的主流光源，其控制方式也越发先进。
明功率曲线。从图中可以看出，年平均照明功率需求比夏至时要小，冬至功率最低。采用隧道LE D 照明亮度智能无级控制系统后，隧道照明，不论是何种天气，其相对节能百分比并无太大差异。用它替代高压钠灯的加强照明，可实现83.5%的节能目标，比亮度不可
功率规格等特点，使得其在满足。这一三、隧道LED 照明亮度智能无级控制系统节能分析
系统跟踪的加强照规范要求的条件下能耗大幅下降因此，用LED 隧道灯简单替代高压钠灯，可实现50%的节能目标。 LED 光源与其他光源不同，它的工作电流在额定范围内可大可小。特性为LED 灯具实现亮度无级控制奠定了基础。目前，隧道LED 图3
图3绘出了采用隧道LE D 照明亮度智能无级控制
控的LED 隧道灯节能67%。因此，这一系统的节能效果相当显著，将是当今乃至今后相当长一段时间内隧道照明节能的理想方案。
理想的节能效果。在基本照明方面，若采用LED 光源，通过先进的调光技术，可以使下半夜照明能耗同步一半，这样可在原有节能的基础上再在减少25%的能耗，使得LED 光源总节能率高达75%；由于功率同步减半，工作温度降低，使得LED 光源的寿命进一步延长，可谓一举多得。
会出电源电压的要求并不高，一般在170～250V 之间。好现这种情况呢？这主要有如下两方面原因：首先是因为上半夜的电源电压通常在220V～230V 左右；而在下半夜电源电压会达到额定值的15%，高达250V 以上，使得功率加大，亮度增加。其次是气体放电灯光源具有负阻特性，当市电电压升高时，光源两端的电压不仅不会升高，反而下降，而此时光源的工作电流却会急剧增加；这使得光源和镇流器的功耗均大幅增加。如一盏150W 的高压钠灯，在250V 电压下工作时包括镇流器功率在内会增至300W。在这种电压下，钠灯的寿命会大幅折减，几乎不足额定寿命的30%。这就是钠灯用于路灯时实际功耗远远超出额定功耗的主要原因，也是其越点越亮的原因。
LED 灯具对
由于LED
灯具
是隧道LED亮度智能无级控制系统的系统原理图。洞外亮度监测装置对隧道洞外亮度进行实时监测，再将监测的结果实时地传送到LED亮度智能无级控制系统中。控制系统根据洞外实际亮度及中控室提供的车流量等参数，对输入数据进行相应地折减后，转换成0—5V的标准信号，去控制LED隧道灯的亮度。解决LED隧道灯亮度可控的关键环节是研制一种高效地、电流可控的恒流驱动电源。为了让控制系统能够同时长距离控制数千盏LED隧道灯，其控制输入端采用了高阻形式，以确保控制信号的长距离传输。由于高阻抗的控制输入端所产生干扰使得灯具出现闪烁而无法消除，因此我们采用了特殊的干的工作电压范围很宽，因此在设计线路时允许采用线径较细的电缆而不会出现熄灯或无法启动之现象。因此采用LED 光源可节省大量的电缆费用，在综合投资与钠灯相当的情况下每年综合节能率在80%以上。
五、隧道LED 亮度智能无级控制系统简介
和夜晚长时间没有车辆通行，因此，我们在安景高速前家山隧道的照明系统中增设了车辆监测系统。当没有车辆时，系统将使洞内维持最低亮度；当有车辆到来时，系统瞬间将洞内亮度增至需要的亮度，从而避免了隧道长时间的无车照明。
道照明电费是高速公路运营成本的重要组成部分。在隧道照道出、入口处的照明更是隧道基本照明的几十倍。由于存在高隧
明中，隧额的运营费用，使得许多运营商不堪重负，不得不采用关灯节电，牺牲安全的老办法，以降低运营成本。因此，如何在满足规范的前提下降低隧道照明的能耗，特别是入口的能耗，已是所有拥有隧道的高速公路运营商迫切需要解决的问题。目前我国公路隧道总里程已接近2千公里，总的照明能耗相当巨大。本文旨在介绍一些隧道照明的节能方法，以帮助同行最大限度地降低隧道照明能耗，节约巨额的运营费用，为实现国民经济的可持续发展，保护环境，减少CO 2排放提供较为可行的方法。
LED智能照明系统设计 LED被称为第四代照明光源或绿色光源，LED的发光器件是冷光源，具有节能、环保、寿命长、体积小等特点。白炽灯，卤钨灯的光效为12～24lm/W，荧光灯50～70lm/W，钠灯90～140lm/W，而且大部分的耗电变成了热耗。LED可达到50～200lm/W，而且单光的单色性好，光谱窄，无需过滤，可直接发出有色可见光。在相同照明效果的情况下，耗电量约为白炽灯的十分之一，荧光灯的二分之一。同样效果的一支日光灯40多瓦，而采用LED每支的功率只有8瓦。LED的平均寿命达10万小时，安全可靠性强，不含汞，钠元素等可能危害健康的物质，有利于环保，被称为“绿色照明光源”。 2 智能照明控制方案设计 利用光敏电阻检测室内光线的强弱，被动热释红外探测器可探测人体的特征，传感器将检测数据传送给控制核心———单片机，根据处理结果去控制照明设备的开启、关闭和照度。图1为智能照明控制方案原理框图。 该系统主要由三部分组成：传感器部分，控制器部分和LED驱动电路和照明系统，见图1。 3 系统硬件设计3.1 传感器部分 3.1.1 被动式热释电红外探测器 该探测器有三个关键元件：菲涅尔滤光芯片，它通过截止波长8～12μm的滤光芯片，起带通滤波器的作用，使环境的干扰受到明显的控制；菲涅尔透镜，聚焦作用，即将热释的红外信号折射（反射）在热释电红外传感器上，第二个作用是将警戒区内分为若干个明区和暗区，使进入警戒区的移动物体能以温度变化的形式在热释电红外传感器上产生变化热释红外信号，这样热释电红外传感器就能产生变化的电信号；热释电红外传感器将透过滤光芯片的红外辐射能量的变化转换成电信号，即热电转换。 人体都有恒定的体温，一般在37度，所以会发出特定波长10μm左右的红外线，被动式红外探头就是靠探测人体发射的10μm左右的红外线而进行工作的。人体发射的10μm 左右的红外线通过菲涅尔滤波片增强后聚集到红外感应源上。红外感应源通过采用热释电
大功率LED隧道智能照明控制系统设计 【摘要】本文分析了原有高速公路照明控制存在的问题，采用大功率LED 智能照明控制系统的组成，给出了上位机软件设计结构图、控制终端设计框图及改造后的效果。 【关键词】隧道照明；智能控制；控制终端；LED 0 前言 随着我国高速公路的发展，特别是山区高速公路需穿越大量的隧道，为了确保车辆通行的安全，需配置大量的照明，隧道的运行成本越来越高。为了实现隧道照明降低用电量、避免洞内、洞外光差，确保车辆安全、实行分段照度控制、提高照明灯具的使用寿命，提高隧道照明安全稳定运行、便于日常维护管理等。采用光效好，无污染的冷光源节能的大功率LED灯作为隧道照明灯具，并采用智能控制系统实现隧道照明控制是技术发展的必然，是节能减排的需要，也是实现高速公路安全运行的必然。 1 智能照明控制系统的组成 隧道照明系统采用分布式控制，通讯采用RS485通信，系统组成如图1所示。系统主要由上位控制计算机、控制终端设备和现场采样设备组成。上位机与中间层、现场层设备之间通过RS485通信总线进行信息的传递，实现数据的上传和下达。上位机是大功率LED隧道照明控制的心脏，也是系统的控制中心和信息处理中心，负责系统的决策、指令发送、数据采集、显示和存储系统数据等任务。控制终端主要实现LED照明灯具的控制，采集照明灯具的温度和照明通过的电流、调节照明灯的工作电流等。同时把相应的参数上传到上位机，并执行上位机发出的相应得控制命令，对照明进行及时的调控。采样设备主要由通行车辆检测器、光亮度检测器和车速检测器，用来采集隧道通过的车辆、隧道洞内洞外光亮度、运行车速等相关的现场实时数据。 2 上位机软件设计 隧道智能照明控制系统上位机软件结构按结构层次可以划分为人机对话界面层、现场数据采集层、隧道现场车辆检测通信层，软件系统结构框图如图2所示。人机对话界面为操作员工提供简单方便的操作平台，有系统的主界面和相应的对话框。现场数据处理层是计算机处理采样数据的，计算机中的数据包括终端采集的原始数据，中间处理数据和计算好的输出的最终数据，分别保存在上位机不同的储存器中。数据处理层需计算判断的数据很多、计算函数复杂多样，有采样原始数据的采集函数，有计算中间数据的各种相关的关系函数和计算最终数据需要的调用函数等。隧道检测通信层是软件的现场间隔层，是系统的输入输出口，负责对各种信号的进行采集和把最终结果输出控制照明灯具。三层软件结构紧密相连，实习系统软件的全部功能。上位机软件结构按使用功能的不同可分为：
地下停车场LED智能照明控制系统 设计报告 Underground parking lot LED intelligent lighting control system design repo r t
原创性声明 本组郑重声明：本小组声明所呈交的电子设计作品是该小组所有成员在导师指导下进行的创新设计工作及取得的研究成果。尽我们所知除了文中特别加以标注和致谢的地方外论文中不包含其他人已经发表和撰写过的研究成果。 项目负责人签名：蔡茂何承谦张伟忠莫永强 日期：2013年10月30日
目录 摘要.............................................................. I Abstract ........................................................... I I 引言............................................................ I II 1. 地下停车场LED智能照明控制系统总体设计方案 (1) 2. 系统设计与方案选择 (1) 2.1照明灯的选择 (1) 2.2照明灯的控制方式 (2) 2.3检测器件的选择 (2) 2.4显示屏的选择 (3) 2.5无线小车通信方式选择 (3) 2.6控制核心选择 (4) 3. 单元硬件电路设计 (5) 3.1照明灯控制电路设计 (5) 3.2自动调光电路设计 (5) 3.3.LED照明灯低功耗与正常状态切换电路设计 (6) 3.4射频感应电路设计 (6) 3.5红外对管电路设计 (7) 3.6烟雾监测电路设计 (7) 4. 软件实现与相关流程图 (8) 4.1系统总流程图 (8) 4.2无线小车控制流程图 (9) 5. 地下停车场LED智能照明控制的开发特色与创新之处 (9) 6. 作品设计图与实物图 (10) 参考文献 (11)
基于单片机的智能照明控制系统 一、产品介绍 本系统设计了一套应用于宿舍、工作室及大型停车场的LED智能照明系统。利用9 V变压器与LM7805组成交流转直流5 V稳压源为系统供电,通过热释电红外探测器采集数据,无线模块实现全区域内的数据传输,采用大功率LED恒流驱动方案,并利用可调光芯片BP1360和先进的PWM技术对LED灯进行调光,同时利用脉宽调制技术控制舵机,使得LED灯在两个自由度(各180°)上自由旋转,自动锁定空间的5个位置实现照明,同时可以通过手动遥控器进一步对系统进行控制,自由选择照明方式,体现对LED灯的智能化和人性化,进一步实现绿色照明。 本设计无论是单个模块还是整体的功能，都能较好地实现。针对照明时出现的一些资源浪费进行改善，通过检测是否有人控制灯的亮灭．而且根据人数的多少进行亮度的调整和区域照明范围的改变，实现资源利用的极大化，更满足人们对照明的需求。本系统稳定性较好，实现了既定的各个功能，即能准确检测到人出现在区域的位置(0，1，2，3，4)，并发出对应的信号给单片机，单片机根据信号相应调整LED灯的亮度和舵机转向位置，达到了资源利用的高效化，同时也能实现手控遥控器控制。
二、产品功能 产品功能： （1）可以通过热释电红外探测器感应是否有人，将此信号传给单片机，单片机来控制灯的亮灭。 （2）可以实现根据人数的多少进行亮度的调整和区域照明范围的改变，实现资源利用的极大化。 三、产品特色 1、恒流驱动电路和单片机PWM 调光的设计的应用 2、利用单片机作为主控芯片，控制简单、易操作、维修成本低。 3、利用稳压源为系统供电。通过热释电红外探测器采集数据监测移动物体和光 亮度的设计，无线模块实现全区域内的数据传输。 4、采用大功率LED恒流驱动方案，并利用可调光芯片对LED灯实行调光；同 时利用脉宽调制技术控制舵机，使得LED射灯在两个自由度(各180°)上自由旋转，自动锁定空间的5个位置实现照明，同时可以通过手动遥控器进一步对系统进行控制．自由选择照明方式． 四、产品的系统构成以及应用领域 产品总体框图如下图所示： 产品总体框图 恒流驱动电路和单片机PWM 调光的设计 选用贴片的STC89C52RC单片机作为主控制芯片，大大地节省了驱动电路的体积。电源方面采用220 V转9 V变压器．再通过稳压芯片LM7805和一些滤波电容等器件做成。本设计LED光源采用相互并联方式，共由5只1 W 高亮度白光LED灯珠组成；每只LED灯珠的压降约3.1 V，工作电流约20 mA。由白光LED的正向伏安特性可知，当LED端电压超过其正向导通电压后，较小的电
基于单片机控制的太阳能LED 智能路灯照明系统 张晓晖，杜学东 （山东科技大学信息科学与工程学院，山东青岛266590） 摘要：系统本着充分利用太阳能供电，并且实现路灯照明系统的智能化为目的，以AT89S51单片机为控制核心，自行设计了一套太阳能LED 路灯智能照明系统。在该系统中以单片机与模数转换器构成数据采样模块，实现蓄电池的过充与过放保护电路；数码管显示电路显示蓄电池的电压和当前时间；通过光敏电阻感知外界环境亮度，实现LED 路灯的开启与关闭；无线模块实现对LED 路灯人为的控制。实验结果表明该系统性能稳定、实时性高、节能、智能，具有良好的应用前景。 关键词：蓄电池过充；过放保护；AT89S51；ADC0809；无线收发；光敏电阻中图分类号：TP368.1 文献标识码：A 文章编号：1674－6236（2012）07-0128-04 Solar LED intelligent lighting system based on the micro control unit ZHANG Xiao -hui ，DU Xue -dong （Information Engineering College ，Shandong University of Science and Technology ，Qingdao 266510，China ） Abstract:The Solar LED intelligent lighting system makes full use of the solar power supply for the purpose of the intelligent lighting with AT89S51MCU as the control core.In the system the data sampling module composed by MCU and the analog -to -digital converter ，to realize the battery overcharge and over discharge protection circuit.Digital tube display circuit displays the battery voltage and current time.Through photosensitive resistance to perceive the external environment brightness ，to realize the opening and the closing of the LED street lamp.Wireless module to realize the LED street lamp artificial control.The experimental results show that the system has stable performance ，high real -time performance ，energy -saving ，intelligent ，and has good application prospect. Key words:battery overcharge ；over discharge protection ；AT89S51；ADC0809；wireless transceiver ；photosensitive resistance 收稿日期：2012-01-06 稿件编号：201201016 基金项目：山东省优秀中青年科学家科研奖励基金（BS2010DX026）；山东省高等学校科技计划项目（J10LG24）；青岛经济技术开 发区重点科技发展计划项目（2010-2-43） 作者简介：张晓晖（1965—），女，山东青岛人，高级实验师。研究方向：单片机、嵌入式系统及应用。 我国经济的高速发展必然伴随着能源的大量消耗，节约资源和保护环境是政府坚持的基本国策，目前国家大力倡导既环保又再生的能源（水电、风电、太阳能发电等）的开发，特别是太阳能的应用。本文基于此，结合单片机设计了一种太阳能LED 路灯控制器，利用太阳能对蓄电池充电和LED 路灯照明，并且具过充电、过放电保护功能、可根据白天晚上亮度自动启动和关闭LED 灯等智能功能的路灯照明系统。 1系统总体结构 图1为该系统结构图[1-5]，由7个模块组成，分别为主控 模块、数据采集模块、显示模块、过充电保护模块、过放电保护模块、光控模块和遥控模块组成。1）主控模块主要负责数据处理与外部电路控制；2）数据采集模块主要用于采集蓄电池两端的电压并将其转化为数字量输出；3）显示模块主要用于显示当前电压和时间；4）过充电保护模块主要用于避免蓄电池被过度充电而损坏；5）过放电模块主要用于避免蓄电池过度放电而损坏；6）光电模块主要用于根据白天和晚上的亮度自动启动和关闭LED 灯；7）遥控模块主要用于实现对LED 灯的人为控制 。 2 系统硬件设计 2.1 主控及数据采集模块 主控及数据采集电路[2]如图2所示，包括单片机最小系统和 A/D0809芯片，其中单片机P1口向数码管发送显示数据；P0 口连接A/D0809芯片数据输出端，用于接收模数转换的数据；ALE （30引脚）连接A/D0809的CLOCK 端，用于给A/ D0809提供时钟信号；P2.7，P2.6分别用于控制过充过放电 电子设计工程 Electronic Design Engineering 第20卷 Vol.20 第7期No.72012年4月Apr.2012 图1系统结构框图 Fig.1System structure diagram －128－
附录4 软件设计源程序 题目教学楼智能照明控制系统软件设计 学生姓名李鑫 专业班级电子信息工程04级2 学号 2 院（系）电气信息工程学院 指导教师曹祥红 完成时间 2008年 6月 10 日
1主机程序 #include
淮阴工学院 毕业设计说明书（论文） 作者: 杨家平学号：1101205412 学院: 电子与电气工程学院 专业: 自动化 题目: 基于单片机的LED智能照明驱动及控制 系统 -硬件部分 指导者： (姓名) (专业技术职务) 评阅者： (姓名) (专业技术职务) 2014 年 6 月 张涛讲师
毕业设计说明书（论文）中文摘要
毕业设计说明书（论文）外文摘要
目录 1绪论 (1) 1.1前言 (1) 1.1.1课题研究背景 (1) 1.1.2课题研究的目的及意义 (2) 1.2 LED照明 (2) 1.2.1发光原理 (2) 1.2.2光源特点 (3) 1.2.3优点 (4) 1.3驱动电路 (4) 1.3.1线性稳压电源 (4) 1.3.2开关稳压电源 (4) 1.4智能照明 (5) 2开关稳压电源 (5) 2.1拓扑结构 (5) 2.1.1非隔离式 (6) 2.1.2隔离式 (6) 2.2开关电源的控制方式 (9) 2.2.1电压控制模式 (10) 2.2.2电流控制模式 (10) 2.3开关电源的三种调制方式 (10) 2.3.1脉冲宽度调制 (11) 2.3.2脉冲频率调制 (11) 2.3.3混合调制 (11) 2.4功率因数校正 (11) 2.5开关电源未来发展 (12) 3驱动电路 (13) 3.1临界导通式单级PFC反激式变换器原理 (13) 3.2主电路设计 (14) 3.2.1高频变压器设计 (14) 3.2.2滤波电容器设计 (14) 3.2.3主开关选择 (15) 3.2.4整流输出二极管设计 (15) 3.3控制电路设计 (16) 3.3.1调节电路 (16) 3.3.2并机均流电路 (16) 3.3.3保护电路 (16) 3.3.4误差放大补偿网络 (16)
一、什么是智能照明系统？ 智能照明系统是利用先进电磁调压及电子感应技术，对供电进行实时监控与跟踪，自动平滑地调节电路的电压和电流幅度，改善照明电路中不平衡负荷所带来的额外功耗，提高功率因素，降低灯具和线路的工作温度，达到优化供电目的照明控制系统。 二、智能照明系统由哪些部分组成？ 神鸽无线智能照明系统由系统单元、输入单元与输出单元三部分组成 系统单元：用于提供工作电源，源系统时钟及各种系统的接口如PC、以太网、电话等； 输入单元：主要功能是将外部控制信号换成网络上的传输信号，具体有开关，红外接收开关，红外遥控器，多功能的控制板，传感器； 输出单元：智能系统的输出单元是用于接收来自网络传输的信号，控制相应回路的输出以实现实时控制。 三、产品： 1)神鸽无线智能照明控制系统 2)数字可寻址led驱动 3)灯具 4)光源 四、优势： ★灯光调节：用于灯光照明控制时能对电灯进行单个独立的开、关、调光等功能控制，也能对多个电灯的组合进行分组控制，方便用不同灯光编排组合形式营造出特定的气氛。 ★智能调光：随意进行个性化的灯光设置；电灯开启时光线由暗逐渐到亮，关闭时由亮逐渐到暗，直至关闭，有利于保护眼睛，又可以避免瞬间电流的偏高对灯具所造成的冲击，能有效的延长灯具的使用寿命。 ★延时控制：在您外出的时候，您只需要按一下"延时"键，在您出门后30秒，所有的灯具和电器都会自动关闭。 ★控制自如：可以随意遥控开关屋内任何一路灯；可以分区域全开全关与管理每路灯；可手动或遥控实现灯光的随意调光,还可以实现灯光的远程电话控制开关功能。 ★全开全关：整个照明系统的灯可以实现一键全开和一键全关的功能。 ★场景设置：回家时，在家门口用遥控器直接按"回家"场景 主要特点为： 1、系统可控制任意回路连续调光或开关。 2、场景控制：可预先设置多个不同场景，在场景切换时淡入、淡出。 3、可接入各种传感器对灯光进行自动控制。 4、时间控制：某些场合可以随上下班时间调整亮度。 5、红外遥控：可用手持红外遥控器对灯光进行控制。 6．系统联网：可系统联网，利用上述控制手段进行综合控制或与楼宇智能控制系统联网。 五：神鸽无线智能照明系统特点包括： 1、采用无线组网的集散式结构，集微电脑控制，无线遥控射频技术于一体，灯控装置（开
题目：智能LED照明系统
一、论文的背景目的和意义 近年来，世界各国在半导体照明产业领域跃跃欲试、剑拔弩张，巨大的跨国商机相继诱发催生了日本的…21世纪照明?计划、美国的…下一代照明计划?、欧盟的…彩虹计划?、韩国的…固态照明计划?、中国台湾的…新世纪照明光源开发计划?和中国大陆的…国家半导体照明工程?计划等国家级照明规划，促使日本、美国、欧盟、韩国、中国台湾和中国大陆等国家或地区携巨资前赴后继地在上游的衬底制作、外延晶片生长，中游的光刻、腐蚀、金属蒸镀、芯片切割和测试分选以及下游的器件封装、集成应用等各个环节展开了激烈地竞争。 LED照明产生的效益显而易见，世界各国都在政府的大力资助下加快推进LED 照明取代传统照明的步伐，日本、美国、欧盟、韩国、东南亚、我国台湾和中国政府都制定了相应的发展计划 LED球泡灯是替代传统白炽灯泡的新型节能灯具。传统白炽灯耗能高、寿命短，在全球资源紧张的大环境下下，已渐渐被各国政府禁止销售，随之替代产品是电子节能灯，电子节能灯虽然提高了节能效果，但由于使用了污染环境的重金属汞，与十二五计划的保护环境相对。随着LED技术的高速发展LED照明逐渐成为新型绿色照明的不二之选。LED在发光原理、节能、环保的层面上都远远优于传统照明产品。 二、国内外研究概况 根据DIGITIMES Research最新统计，高亮度LED 市场规模将由2010年82.5亿美元，成长至2011年的126亿美元，年成长率将高达53%；其中，LED 照明使用颗数由2010年48亿颗，将增至2011年124亿颗，主因为2011年LED 灯泡取代传统白炽灯效应开始显现。 继LED背光TV后，LED照明将成为带动LED产业高度成长的应用产品。虽2010年LED照明占总照明市场比重尚不高，以产值来看仅3.2%，然在节能减碳意识高涨下，世界主要国家已订定LED照明政策，积极推动LED照明产业发展。DIGITIMES Research分析师兼项目经理林芬卉分析，全球LED灯泡需求量将由2011年5.96亿颗，大幅成长至2013年的25亿颗；路灯方面，由于中国大陆、美国、欧洲于各主要城市已推动示范工程，预估LED路灯将由2011年220万盏，增至2013年980万盏，将再带动未来数年LED照明渗透率提升。 在全球主要国家LED照明政策推动、LED发光效率显著提升、及预估LED照明价格每年将有20~30%下跌空间等影响下，林芬卉预估，照明用LED需求量2009年至2013年CAGR将达97.4%，高于大尺寸LCD用LED背光CAGR的62.6%，且LED照明市场规模至于2011年将达154亿美元，于整体照明市场渗透率首度突破10%，达10.6%LED在发光原理、节能、环保的层面上都远远优于传统照明产品。 目前白炽灯的淘汰已经不再是将来时，而是进行时，今年白炽灯禁用法律已经在阿根廷、澳大利亚、新西兰、法国、意大利和菲律宾生效，明年将在英国、芬兰和荷兰生效，后年将在日本和加拿大生效，2014年将在美国生效，全球最晚的中国也将在2017年生效，这也是为什么CFL节能灯市场需求快速上升的一个主要原因，因为CFL节能灯是目前白炽灯的一个最佳替代选择，不仅价格最接近白炽灯，而且寿命和节能效果远超白炽灯，一只13W的CFL节能灯光效就相当于一只60W的白炽灯，功耗降低了五分之四，寿命提高了8-15倍。
基于51单片机的智能LED照明控制系统设计
摘要 随着社会的发展人们对生活质量的要求越来越高，照明在能耗中所占的比例日益增加,因而照明节能也日显重要。现在国内外普及使用的节能开关基本有声控型、触摸型、感光型等。这几种开关各有自己的弊端，如声控型不适合环境嘈杂场所、感光型开关在无人期间不能自动关闭。本设计通过AT89C51单片机结合LED照明技术、红外传感技术、光感技术、延时技术、处理等技术来实现对照明设备的智能控制。单片机通过继电器控制照明设备的打开或者关闭、通过光照检测电路对照明设备周边亮度进行检测，如果亮度不够则单片机同时检测BIS0001芯片是否采集到了人体热释电传感信号，根据有无人体热释电传感信号单片机立刻控制照明设备打开或关闭。 关键词：单片机；传感器；BIS0001；照明控制；节能
Abstract With the development of society people of the quality of life in demand is higher and higher, lighting in the proportion of energy consumption, thus increasing illumination energy conservation also more and more importantly. Now universal use energy-saving switch at home and abroad have sonic basic type, touch type, photographic type and so on. This several switch have their own disadvantages, such as sonic type is not suitable for environmental noisy places, photographic switch in one period can't shut automatically. This design combined by AT89C51 LED lighting technology, infrared sensing technology, light sensor technology, the delay technique and processing technology to realize the intelligent control of lighting equipment. Microcomputer controls lighting equipment open or closed, by the relay ,through the light detection circuit for lighting equipment testing, if surrounding brightness is not enough then microcomputer detect the BIS0001 chip whether collected to human pyroelectric sensing signals, according to whether have pyroelectric sensing signals microcontroller redirected immediately control lighting equipment open or closed. Keywords: microcontroller;sensor;BIS0001;lighting control;energy-saving
LED智能照明控制系统的研发及产业化 1、立项依据 1.1、项目的目的及意义 今年4月份在上海举行了第四届中国国际新光源&新能源照明论坛，国家半导体照明工程研发及产业联盟国际专家咨询小组成员张国旗在会上做了题为“半导体照明技术和产业的新蓝图”的演讲报告。他的报告引起了业界的广泛关注与探讨。在他的报告里指出半导体照明产业链是一个倒三角形状，三角最下面的是材料和设备，经济规模有限;中间是照明产品;处于最上端的、产值最大的是照明应用。如果按半导体产业为参考，材料设备的市场规模约为100亿美元，半导体元器件市场规模约为250亿美元，系统及应用产品约为1100亿美元，而其带动的服务产业约为5000亿美元。 从国家半导体照明工程研发及产业联盟统计的数据我们也可以看出，2009年国内半导体照明产业总体产值800多亿元，应用就占600多亿元。所以，对于半导体照明行业来说，如果仅仅是做光源和灯具，利润空间有限。但扩展到系统应用和照明解决方案上，附加值会大得多，这是未来产业的发展方向。另一方面，寿命长是LED产品的优势，同时也是LED 产业的弱势。由于它的寿命长，试想一个LED灯泡的寿命是十年，消费者在这十年间可能就没有更换的必要，但对市场而言就失去了拉动消费的动力。 我司研发的LED智能照明系统可以充分发挥LED数字化照明的优势，对推动LED进入家居市场有着很重要的作用。目前正是发展LED智能照明系统的最佳时机，它将是LED改革浪潮的下一波新的增长点，对于促进LED照明的发展、推对国民经济的增长有着重要的意义。 1.2、国内外技术发展现状与趋势 近几年来，随着科技的发展和物质生活水平的不断提高。家居、酒店智能化也不断被人们所推崇。作为智能化的组成部分——智能照明系统更成为当今装饰、装修的关注点。自从爱迪生发明电灯以来，给人类带来无穷的利益。如今电灯人们已不仅仅用于照明，而更多是用来营造温馨、浪漫、多彩、绚丽、奢华的氛围。以美国为例，智能照明在智能家居行业的比重占到了第一位，甚至超过了安防的需求。虽然美国是最早开始研究智能家居的，但普及工作做得最好的却是在韩国，这和韩国先进的电子技术是分不开的，同时也归功于政府的政策支持，因此韩国产生了像三星、LG等知名的智能家居品牌。 智能照明行业自从上世纪九十年代进入中国市场以来由于市场的消费意识，市场环境、产品价格、推广力度等各方面的原因一直没有大的动作和起色。国外智能照明产品价格太高，相关产品往往只是把智能照明作为其智能产品的一子系统来运作，定位高端，造成曲高和寡，这如同八九十年代的家电市场。另外，国内的产品推广力度远远不够。由于这是一个全新的行业，不同于快速消费品，渠道的建设，观念的形成等等都是摸着石头过河，所以也不敢投入过多的精力与资源。 但是随着数字化家居概念的提出和发展以及部分国际品牌的入驻如：Dynalite、路创、
LED智能照明的电源控制系统设计 智能照明是智能家居的关键之一。无线电和网络控制可用于通过用户的直接控制，使用专用遥控器或在智能手机应用程序的帮助下或根据一天中的时间自动改变照明水平。然而，用于 智能照明是智能家居的关键之一。无线电和网络控制可用于通过用户的直接控制，使用专用遥控器或在智能手机应用程序的帮助下或根据一天中的时间自动改变照明水平。然而，用于照明的LED功率控制需要特别考虑。为传统调光控制而开发的电路不能很好地满足固态照明的要求。 安装在家中的大多数调光器都是基于相切电路。这种类型电路的优点是设计非常简单并且坚固耐用。该电路通过在交流周期的一部分中简单地切断灯泡的电源来工作，从而降低了提供给灯丝的总电压。这反过来又降低了灯丝的光输出。由于灯丝加热和冷却所需的时间相对较长，因此除非可能在调光器的最低设置下，否则这种切换对用户来说并不明显。 然而，对于LED，它具有更短的响应时间，主电源的低开关频率意味着试图使用类似的策略来控制光输出将导致显着的闪烁。因此，LED 需要专门的电源电路，可以提供更稳定的电压和电流输出，以提供最大限度减少闪烁的功率，同时不会影响效率。 尽管可以通过改变LED来控制LED的亮度。提供给它们的电流导致在较低电流水平下功率效率下降。功率LED在最高额定电流下提供最佳效率。因此，使用脉冲宽度调制（PWM）技术仍然可以最好地获得调光行为，在比传统的基于电源的调光器电路所支持的频率更高的频率下打开和关闭LED。 在PWM-基于功率转换器，反馈到控制器的参考信号用于确定向负载供电的晶体管是应该接通还是断开。将参考与斜坡发生器产生的周期信号进行比较。当参考信号高于斜坡时，晶体管导通。当参考信号低于斜坡时，晶体管关闭。因此，所传递的积分电流遵循参考信号的分布。可以使用各种技术来控制参考信号并因此操纵功率输出。对于智能家居使用，电源转换器可以集成额外的输入，根据首选的调光水平调整参考信号。 LED的电源转换器也可以设计用于处理不同的电源类型。例如，一个简单的改装灯泡，包括LED镇流器，调光控制和智能家庭网络的RF接口，通常可以使用50 Hz/60 Hz电源。但是，设计用于低压带和总线的灯泡电源转换器需要能够处理直流电源输入。 浪涌电流是LED照明设计中的一个重要考虑因素。LED的电源向主电源提供容性负载，这导致当LED作为电容器周围的电容器接通时短时间内吸收大电流的可能性。因为该电流可能远高于稳态电流，所以当连接到一个电源电路的大量灯被激活时，它可能导致过载问题。限制启动时的浪涌电流提供了一种与家用电路具有更好兼容性的设计。 功率因数校正（PFC）是电源兼容性方面的进一步考虑因素。不应允许高效LED调光所需的开关模式技术将额外的谐波驱动到电源上。对PFC的高效供电和支持的需求导致了Fairchild FL7701等部件的推出。飞兆半导体FL7701设计用于交流和直流电源，使用从高压电源传输到其低压VCC引脚的纹波电压作为检测手段。VCC轨道上的纹波使用sigma-delta调制方案来为PWM开关电路提供参考信号。当施加直流输入时，VCC轨上没有纹波会产生适合于没有PFC的直流模式功率转换的参考信号。 图1：FL7701的框图。