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智能LED照明系统与传感技术方案特点

导读: 本文阐述传感技术配合“LED+智能”照明进行系统管理,从工作原理,硬件和软件设计方案中体现传感器在智能LED照明系统中担当的重要角色。预测LED照明与更多传感器及无线通讯技术相融合得到广泛应用,让人们感受更为舒适的光环境。

本文阐述传感技术配合“LED+智能”照明进行系统管理,从工作原理,硬件和软件设计方案中体现传感器在智能LED照明系统中担当的重要角色。预测LED照明与更多传感器及无线通讯技术相融合得到广泛应用,让人们感受更为舒适的光环境。

引言

随着人们生活水平的提高,具有色彩丰富的LED(light emitting diode,LED)在家居照明、商业照明、公共照明和景观照明等领域得到广泛应用,各类传感器和智能控制系统在LED照明的二次节能中发挥的作用得到充分地体现,传感器在“LED+智能”照明系统中起到传输信息与交互的作用,有效控制灯的照明时间实现节约能源,也是实现智能控制的重要一环。本文重点介绍“LED+智能”照明与传感技术结合应用的方案特点,为了让人们拥有舒适的光环境及可持续节约能源,照明产品正由传统单一的照明转变为智能照明系统,各种传感器与LED照明产品匹配充当智能控制系统的眼睛。例如在公共照明领域,LED路灯利用光敏传感器根据白昼周期实现光控,红外传感器采集人们的活动信息实现人走灯灭,使我们的生活更加节能环保,“LED+智能”照明与传感技术的结合应用将颠覆传统照明概念。

1 传感技术概述

人为了从外界获取信息必须借助于感觉器官,在信息传输过程中,首先要解决的就是获取准确及可靠的信息,传感器(transducers)是获取自然环境和相应工作过程中信息的主要途径与手段。国家标准GB/T7665-2005《传感器通用术语》定义传感器为:能感受被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成。

1.1 典型传感器

(1)热释电红外传感器:热释电红外传感器(passivelnfrared ray)是将具备热释电材料做成的热敏型红外传感器,可把透过滤光晶片红外辐射能量转变为电信号的热电转换。其工作原理如图1,探测器表层温度没有变化时,内部电荷与表面吸附电荷所中和,则探测器的温度保持平衡T[K]。如果接收到外部红外辐射时,其温度发生变化,敏感元则会有变化T+T [K],即由外部红外辐射引发探测器敏感元表层的温度变化时,传感器会释放出电流。当温度稳定,内部电流则平衡,敏感元就无电流产生,对相对静止的热源体则无电流输出,通过利用热释电红外探测器这一特征,可检测到如人运动的红外热源,此类传感器是被动型的温度敏感器件,对应用的环境温度要求不高,灵敏度极高且光谱效应宽,大量应用于照明行业。

“LED+智能”照明系统与传感技术

图1 热释电红外探测器原理

值得注意的是红外热释电传感器的应用必须借助菲涅尔透镜(fresnel lens),菲涅尔透镜为聚烯烃或玻璃制造的薄片,薄片表面一面为光面,另一面刻录了由小到大的同心圆,在传感器结构中具有视角调制与聚焦的作用,可扩大探测器接收信号源的范围,探测警戒线内红外能量的变化,监视在运动的红外源或者移动热源。菲涅尔透镜与红外热释电传感器配合应用如图2,由系统固化软件对采集的全部数据进行分析后传输给控制中心,并经过逻辑分析并判断是否发出控制信号。

“LED+智能”照明系统与传感技术

图2 菲涅尔透镜与热释电红外探测器的应用

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