本篇文章主要講解節能型智能控製的LED照明物聯網係統的組成、應用以及實現方法，以辦公或住宅照明為控製平台，兼備太陽伏光發電、網絡通信、信息家電
、設備自動化並集係統、結構
、服務、管理、控製為一體，來創造高效、舒適、安全、便利
、環保的辦公或居住的照明環境。

LED照明已走進人們的工作和生活
，隨著節能環保和清潔能源的照明意識加強與LED照明本身的特點及控製方法催生更高的照明層次需求，推動照明新產業的迅速發展，具體表現在：照明更加節能可控、低碳、安全可靠；時尚個性，滿足不同用戶獨特需求；輕鬆管理，可通過操作麵板、電腦
、手機、IPOD
、遙控器等登錄網絡進行對辦公或住宅照明進行控製。更重要的是可通過對光的明暗或光色的控製使照明環境為人們的工作學習、休xiu息xi提ti供gong更geng好hao與yu更geng加jia健jian康kang的de智zhi能neng服fu務wu。同tong時shi係xi統tong還hai有you信xin息xi反fan饋kui和he交jiao流liu的de平ping台tai
，使shi人ren們men在zai輕qing鬆song享xiang受shou照zhao明ming環huan境jing的de同tong時shi可ke交jiao流liu平ping台tai上shang的de照zhao明ming應ying用yong控kong製zhi信xin息xi，以yi此ci擴kuo大da節jie能neng和he智zhi能neng型xingLED照明的應用，擴大全社會對能源清潔、降耗、減排的節能照明理念的關注
，並以此更好地保護我們可愛的地球家園。

本係統由四個分係統組成，具體分別是太陽能伏光供電與調節係統
、LED照明驅動及控製係統
、調光調色等照明功能智能控製係統和物聯網上位機集中控製與信息反饋平台係統。

(1)太陽能伏光供電與調節係統

太陽能伏光供電與調節係統，包括太陽能電池板
、蓄電池組、計算機自動控製的充電及供電係統、伏光發電係統數據采集和調節供電控製及與上位機聯網係統。此部分是利用太陽能伏光發電給辦公或家用LED照明係統供電，同時在遇上連續陰天伏光發電不夠用時係統自動調節使用市電保證正常照明。

設置太陽能光伏發電係統最大功率輸出點跟蹤，利用傳感器網絡節點對每塊太陽能電池的工作情況進行監控，包括輸出電流、電壓、gonglvbianhuadequxian
，bingjiangzhexiexinxihuizongdaoshangweijijiankongruanjian

，tongguofenxigezhongshuju，shixiantaiyangnengdianchidezuidashuchugonglvgenzong
，tigaotaiyangnengdianchidegongzuoxiaolv。duiyuxudianchizugongzuocanshujiancexitong

，liyongdanzongxianwenduchuanganqijiancewendu，liyongdianliubiansongqijiancedianliubingjiangshujutongguoＣＡＮ總線上傳給主控機
，由主控機進行處理並顯示出來。采用在模塊上設置硬件開關或跳線產生模塊地址數據，然後由ＭＣＵ通過Ｉ/Ｏ口讀入並存放在ＲＡＭ中，便於上位你讀取和調用。

(2)LED照明驅動及控製係統

LED照明驅動及控製係統，此係統又分主體照明和輔助照明，主體照明具有調光、tiaosegongnengjiyouduozhongdengguangmoshizuhe
，shihuanjingguangxiangengweishushi
，tongshiyikezuojiaoduodebianhua
，yishiyingbutongdeqingkuang。zaoshangnengshibangongshideguangxiangengjiaqingxin，xiawuhuifachuyizhongweiruodedanlanguang，danjiushizhezhongguangnengjifarenmengongzuodereqing
，wanshangzaikerentanfang、聚ju會hui暢chang談tan時shi可ke能neng需xu要yao較jiao明ming亮liang的de燈deng光guang
，而er在zai欣xin賞shang古gu典dian音yin樂le或huo輕qing音yin樂le時shi
，柔rou和he的de燈deng光guang會hui通tong過guo傳chuan感gan控kong製zhi後hou自zi動dong顯xian得de較jiao為wei寫xie意yi而er舒shu緩huan。另ling外wai還hai可ke以yi在zai白bai天tian使shi自zi然ran光guang照zhao明ming和heLED照明自動融合達到最佳照明效果，使節能效率維持在最佳水平。

這些是照明光線效果的動感變化，實質就是控製LED的電流的變化。我們知道LED之所以比傳統光源更適合控製主要原因是響應快線性好
、上升快、光譜色溫可調、安全並且可分離控製。現階段國內外很多家公司投入資金研究LED驅動控製IC

，大部分都留有兼容和控製接口。電路設計趨勢也向集中控製、標準模塊化及控製係統可擴展性等方麵發展。這樣對LED燈具光源控製變得非常方便。

(3)調光調色等照明功能智能控製係統

此(ci)係(xi)統(tong)主(zhu)要(yao)包(bao)括(kuo)單(dan)片(pian)機(ji)的(de)接(jie)收(shou)執(zhi)行(xing)上(shang)位(wei)機(ji)指(zhi)令(ling)和(he)通(tong)過(guo)運(yun)算(suan)而(er)輸(shu)出(chu)控(kong)製(zhi)信(xin)號(hao)並(bing)反(fan)饋(kui)的(de)閉(bi)環(huan)係(xi)統(tong)是(shi)整(zheng)個(ge)應(ying)用(yong)係(xi)統(tong)的(de)關(guan)鍵(jian)部(bu)分(fen)，下(xia)麵(mian)通(tong)過(guo)實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)說(shuo)明(ming)智(zhi)能(neng)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)。

chuantongdesewenketiaodeshejizhongtongchangshitongguogaibianmouzhongyansededianliu，laihunchengbutongdesewen。shiyongzhezhongfangshi
，zaitiaojiesewendetongshi，guangyuandeliangdubingbuhengding
，yehuisuizhifashenggaibian。weileshixiansewenheliangdudedulikongzhi，meizhongyansedeLED需獨立PWM驅(qu)動(dong)，通(tong)過(guo)變(bian)換(huan)不(bu)同(tong)的(de)顏(yan)色(se)間(jian)比(bi)例(li)，來(lai)混(hun)成(cheng)指(zhi)定(ding)的(de)色(se)溫(wen)值(zhi)。在(zai)保(bao)持(chi)某(mou)一(yi)色(se)溫(wen)恒(heng)定(ding)的(de)前(qian)提(ti)下(xia)，需(xu)要(yao)調(tiao)節(jie)亮(liang)度(du)時(shi)，隻(zhi)需(xu)保(bao)持(chi)該(gai)色(se)溫(wen)下(xia)各(ge)顏(yan)色(se)間(jian)的(de)比(bi)例(li)不(bu)變(bian)，改(gai)變(bian)的(de)隻(zhi)是(shi)每(mei)種(zhong)顏(yan)色(se)的(de)絕(jue)對(dui)輸(shu)出(chu)亮(liang)度(du)。如(ru)需(xu)保(bao)持(chi)亮(liang)度(du)不(bu)變(bian)，隻(zhi)是(shi)調(tiao)節(jie)不(bu)同(tong)的(de)色(se)溫(wen)，隻(zhi)需(xu)根(gen)據(ju)各(ge)色(se)溫(wen)下(xia)，各(ge)顏(yan)色(se)所(suo)占(zhan)的(de)比(bi)值(zhi)，計(ji)算(suan)得(de)到(dao)各(ge)顏(yan)色(se)LED所需的輸出光通量即可。

通過這種方式，即可實現色溫變化的同時，亮度值保持恒定。調節各LED實際輸出亮度是通過改變驅動電流的占空比來實現，並不需要改變驅動電流大小。紅光
、綠光及藍光分三路獨立PWM驅動
，通過控製微處理器MCU輸出每路LED電流所需占空比
，使各顏色LED輸出亮度混合成所選擇的色溫和亮度。在辦公或住宅植物花園照明應用係統中

，對碳排放的控製有著很重要的意義。

光照與植物光對植物的影響有四種形式：光質、光周期、光強度和光量

，植物的生長和產量(植物的大小
、花的數目及其它特征)主要受一整天內接受的光量的影響，植物的形態(高度和株型)主要與光質有關(主要是藍光
、紅光)。對光周期敏感植物，其開花(短日照和長日照植物)主要受光的持續時間或光周期的影響，而對光周期不敏感型植物(中性)受光量影響最大，光合作用主要受光量和光強度影響。光合作用主要發生在可見光譜(400-700nm)內
，在紅光光區和藍光光區內光合作用最強LED植物生長燈根據植物光合作用擇旋光性的生長機理，采用LED做光源，按照科學的RGB配比進行混色，人工合成植物生長所必需的光，光譜純，光譜集中在450-470
，615-625。

跟普通植物燈相比優勢明顯，普通植物燈會輻射出對植物生長無用的紫外光跟紅外光，浪費大量電能
，而LED植物生長燈采用電致發光機理
，在同等光強的條件下
，LED植物生長燈要比普通的植物生長燈節電80%以上。按事先設置的軟件程序，就能通過LED照明係統對植物生長進行控製
，更重要的是
，通過物聯傳感對光、濕、溫等變化來對整個照明係統來進行管理，使LED調光調色等照明功能智能控製係統在人們的生活及工作照明中健康地為人們服務，對減少每個人
、每個家庭、每個單位的碳排放起到綜合治理的作用，通過每一單個係統的使用，來普及大眾化應用，從而能真正地暢導健康照明，保護環境。

(4)物聯網上位機集中控製與信息反饋平台係統

以上通過對太陽能伏光供電與調節係統、LED照zhao明ming驅qu動dong及ji控kong製zhi係xi統tong和he調tiao光guang調tiao色se等deng照zhao明ming功gong能neng智zhi能neng控kong製zhi的de三san個ge基ji礎chu係xi統tong工gong作zuo原yuan理li的de說shuo明ming，我wo們men知zhi道dao了le這zhe些xie分fen係xi統tong各ge部bu分fen的de組zu成cheng和he作zuo用yong。但dan是shi怎zen樣yang才cai能neng把ba這zhe些xie環huan節jie有you機ji地di組zu成cheng起qi來lai完wan成cheng智zhi能neng工gong作zuo呢ne
，這zhe就jiu需xu要yao物wu聯lian網wang上shang位wei機ji集ji中zhong控kong製zhi與yu信xin息xi反fan饋kui平ping台tai係xi統tong。物wu聯lian網wang是shi新xin名ming詞ci，首shou先xian看kan看kan物wu聯lian網wang的de概gai念nian和he特te征zheng：物聯網(InternetofThings)是一個基於互聯網、傳統電信網等信息承載體
，讓所有能夠被獨立尋址的普通物理對象實現互聯互通的網絡。它具有普通對象設備化、自治終端互聯化和普適服務智能化3個重要特征。

shouxian，tashigezhongganzhijishudeguangfanyingyong。wulianwangshangbushuleduozhongleixingchuanganqi，meigechuanganqidoushiyigexinxiyuan，butongleibiedechuanganqisuobuhuodexinxineironghexinxigeshibutong。chuanganqihuodedeshujujuyoushishixing
，anyidingdepinlvzhouqixingdecaijihuanjingxinxi
，buduangengxinshuju。

其(qi)次(ci)，它(ta)是(shi)一(yi)種(zhong)建(jian)立(li)在(zai)互(hu)聯(lian)網(wang)上(shang)的(de)泛(fan)在(zai)網(wang)絡(luo)。物(wu)聯(lian)網(wang)技(ji)術(shu)的(de)重(zhong)要(yao)基(ji)礎(chu)和(he)核(he)心(xin)仍(reng)舊(jiu)是(shi)互(hu)聯(lian)網(wang)，通(tong)過(guo)各(ge)種(zhong)有(you)線(xian)和(he)無(wu)線(xian)網(wang)絡(luo)與(yu)互(hu)聯(lian)網(wang)融(rong)合(he)，將(jiang)物(wu)體(ti)的(de)信(xin)息(xi)實(shi)時(shi)準(zhun)確(que)地(di)傳(chuan)遞(di)出(chu)去(qu)。在(zai)物(wu)聯(lian)網(wang)上(shang)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)定(ding)時(shi)采(cai)集(ji)的(de)信(xin)息(xi)需(xu)要(yao)通(tong)過(guo)網(wang)絡(luo)傳(chuan)輸(shu)
，由(you)於(yu)其(qi)數(shu)量(liang)極(ji)其(qi)龐(pang)大(da)
，形(xing)成(cheng)了(le)海(hai)量(liang)信(xin)息(xi)

，在(zai)傳(chuan)輸(shu)過(guo)程(cheng)中(zhong)，為(wei)了(le)保(bao)障(zhang)數(shu)據(ju)的(de)正(zheng)確(que)性(xing)和(he)及(ji)時(shi)性(xing)，必(bi)須(xu)適(shi)應(ying)各(ge)種(zhong)異(yi)構(gou)網(wang)絡(luo)和(he)協(xie)議(yi)。

haiyou
，wulianwangbujinjintigonglechuanganqidelianjie

，qibenshenyejuyouzhinengchulidenengli
，nenggouduiwutishishizhinengkongzhi。wulianwangjiangchuanganqihezhinengchulixiangjiehe
，liyongyunjisuan、模糊識別等各種智能技術，擴充其應用領域。

LED照明產品用於辦公或家居照明的一個獨特優勢就是通過智能控製來創造舒適節能的照明環境。因為LED以其光源特性決定了其未來的智能化照明方向。我們再回到前麵來分析整個係統是怎樣工作的。太陽能伏光供電與調節係統、LED照zhao明ming驅qu動dong及ji控kong製zhi係xi統tong和he調tiao光guang調tiao色se等deng照zhao明ming功gong能neng智zhi能neng控kong製zhi的de三san個ge是shi基ji礎chu係xi統tong，是shi子zi係xi統tong，物wu聯lian網wang上shang位wei機ji集ji中zhong控kong製zhi與yu信xin息xi反fan饋kui平ping台tai係xi統tong才cai是shi母mu係xi統tong。

太陽能伏光供電與調節係統為整個係統提供能量支持，同時通過網絡傳感器把太陽能板充電數據

、放電數據、調tiao節jie數shu據ju和he效xiao率lv數shu據ju傳chuan輸shu給gei物wu聯lian網wang上shang位wei機ji係xi統tong平ping台tai，再zai通tong過guo互hu聯lian網wang供gong查zha詢xun調tiao用yong
，形xing象xiang一yi點dian比bi喻yu可ke相xiang當dang於yu人ren體ti血xue液ye循xun環huan係xi統tong，把ba能neng量liang帶dai給gei單dan元yuan電dian路lu，同tong時shi把ba電dian信xin號hao數shu據ju帶dai回hui存cun儲chu區qu。照zhao明ming驅qu動dong控kong製zhi係xi統tong就jiu相xiang當dang於yu人ren體ti的de軀qu幹gan了le
，擔dan負fu起qi整zheng個ge照zhao明ming係xi統tong驅qu動dong點dian亮liang的de動dong作zuo執zhi行xing
，驅qu動dong控kong製zhi係xi統tong內nei部bu有you分fen單dan元yuan之zhi間jian采cai用yongZigBee的網絡標準傳輸技術。

ZigBee模塊通過標準接口與係統主板通過串口進行通信；ZigBee模塊之間以無線網絡的形式進行數據傳輸，其中與傳感器相連的ZigBee模塊利用其普通I/O端(duan)口(kou)作(zuo)為(wei)傳(chuan)感(gan)器(qi)信(xin)號(hao)的(de)接(jie)收(shou)端(duan)口(kou)與(yu)上(shang)位(wei)機(ji)係(xi)統(tong)聯(lian)係(xi)。調(tiao)光(guang)調(tiao)色(se)係(xi)統(tong)就(jiu)相(xiang)當(dang)於(yu)人(ren)體(ti)神(shen)經(jing)係(xi)統(tong)，執(zhi)行(xing)來(lai)自(zi)物(wu)聯(lian)網(wang)集(ji)中(zhong)控(kong)製(zhi)的(de)中(zhong)樞(shu)係(xi)統(tong)的(de)命(ming)令(ling)。

執行的通道有兩種：一是WiFi通道(近距離控製)，一是互聯網通道(遠程控製)。WiFi技術和ZIGBEE模塊技術是符合IEEE802.15.4標準的。IEEE802.15.4標準適用於低速率、低功耗、低複雜度和短距離數據傳輸的無線個域網(WPAN)。在網絡內的無線傳輸過程中
，采用帶衝突避免的載波偵聽多路訪問機製(CSMA/CA)，支持超幀結構和時槽保障機製(GTS)。網絡拓撲結構可以是星型網或點對點的對等網。該標準定義了3種數據傳輸頻率，分別為868MHz、915MHz、2.4GHz。前兩種傳輸頻率采取BPSK的調製方式，後一種采取0-0PSK的調製方式。各種頻率分別支持20kbit/s
、40kbit/s和250kbit/s的無線數據傳輸速率，傳輸距離在0m～70m之間。

本文中采用的是頻率為2.4GHz的無線發射模塊。這四個係統之間及母係統與子係統之間都是通過傳感網絡與命令傳輸網絡聯係的。具體這些網絡又分傳感延深層、wangluocengheyingyongceng。meicengdoushiyongtongyongdewulianwangjishubiaozhun。zhelizaiwangxiatantaojiuxiangdangfuzale，qianliandaohenshendezhuanyezhishijiegou。danwomenbenzheyingyongdeyuanze，xianzuojiaojiandandexitong
，liuyoukuozhanduan，manmancongjiandanguodudaogaojifuzadeyingyongxitong。

隨著LED芯片技術
、LED驅動技術及通信技術
、嵌入式技術、傳感器技術的發展，LED智zhi能neng照zhao明ming控kong製zhi物wu聯lian網wang係xi通tong會hui有you著zhe廣guang泛fan的de應ying用yong。該gai係xi統tong不bu需xu要yao對dui現xian場chang結jie構gou進jin行xing改gai動dong，不bu需xu要yao原yuan先xian任ren何he固gu定ding網wang絡luo的de支zhi持chi，能neng夠gou快kuai速su布bu置zhi
，方fang便bian調tiao整zheng
，並bing且qie具ju有you很hen好hao的de可ke維wei護hu性xing和he拓tuo展zhan性xing，應ying用yong前qian景jing十shi分fen看kan好hao。