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LED和无线技术结合起来构建智能照明
作者:管理员    发布于:2019-04-22 16:35:55    文字:【】【】【】浏览 (386)


历史上存着旨在解决一个问题的发明案例,但却找到了解决另一个问题的大众市场。例如,晶体管的开发是为了取代笨重且易碎的阀门放大器,但后来才成为数字电子设备的基本元件。手机用于远离固定线路的远距离通话,而不是形成现在运行我们生活的微型超级计算机的基础。激光的发明,主要是出于科学的好奇心。该技术的发明者之一Arthur Schawlow提出他的新设备可能对帮助错误的打字员有用,这表明:“有一天激光束会在几分之一秒内蒸发页面上的墨水,而不会留下任何痕迹。”


而LED也是如此。LED的发展历史有点笼统,但贝尔实验室的Nick Holonyak一般都认为它在1962年推出了靠前款红色LED。具有讽刺意味的是,Holonyak实际上正在尝试发明一种针对真实的(半导体)激光器。问题-光学通信-当他想出他的电致发光奇怪。Holonyak设备的微弱光输出只能在一个完全黑暗的房间里欣赏,即便如此,它只会发出红光,这对照明来说并不是特别有用。20世纪80年代末和90年代初,日本研究人员提出蓝色LED /磷组合,以制造适合照明的“白色”LED。但与传统光源相比,这些白光LED的亮度仍然很差。伴随着昂贵且难以制造,这种性能的缺乏将较初确保LED在商业照明市场中获得立足点的失败。

像Roland Haitz这样有远见的人将固态照明推向前进。1999年,Haitz和他的合作者撰写了一篇旨在加速LED发展的论文。该论文表明,LED效率为200lm / W(是白炽灯的十倍),较终将导致全球能源保护用于照明下降50%(总体为10%)。

LED功效和长寿确保市场份额

Haitz的论文的作用是提高广大读者对LED节能潜力的认识,从而激励商业公司投入数亿美元用于LED研发。近二十年后,Cree,Lumileds和OSRAM等公司提供的发光度超过100lm,功效超过140lm / W的商用LED。(实验室已经实现了接近300lm / W的功效。)加上照明工程师的聪明设计(他们了解精确调节的电源和良好的热管理可以使LED提供50,000小时或更长时间的照明,相比之下可能需要2,000小时。较好的白炽灯泡),这样的功效创造了技术热潮。

这不是夸大其辞。分析师Statista表示,LED在主流照明市场的渗透率已从2010年的0.3%上升至今年的35%。在短短三年时间内,估计全球渗透率将上升至61%。据分析师锡安市场研究公司称,2020年LED行业的价值将超过500亿美元。

连通性可实现智能

尽管Haitz在1999年还不知道它,但LED照明的真正前景不仅在于它的功效和寿命,还在于其灵活性。LED可以精确调暗,立即开启或关闭,并且-增加红色,绿色和蓝色设备以补充主白光LED的照明-“调谐”以提供几乎无限的温度和颜色变化。除了照明的无处不在之外,这种灵活性开辟了成千上万的应用,而不仅仅是让黑暗区域变得安全。

例如,在零售业中,店主可以调整LED光输出以呈现较鲜艳色彩的产品,或者餐馆可以在白天改变照明以周期性地改变氛围,鼓励销售。一些现代飞机已经使用不同颜色的LED照明来促进睡眠或在着陆前轻轻地将乘客从睡眠中唤醒。LED照明定制的更科学应用被用于垂直农业扇形,其中不同颜色(或波长)的光加速不同植物的生长。例如,根据加利福尼亚大学的一份报告,当暴露于富含红色和蓝色波长的LED灯时,植物生长得更快。红灯增加了辣椒和食用花卉的生长速度,而蓝光则提高了番茄和罗勒的产量。

实现LED照明灵活性的关键是无线技术。协议如蓝牙低能量,窝蜂,和无线网络连接,现在常规纳入商业照明,赋予具有高吞吐量和可靠的连接产品。例如,蓝牙低功耗可与智能手机互操作-允许消费者远程操作灯光,改变灯光颜色和温度,甚至可以通过移动设备上的应用程序将光线强度从房间的一个小区域改变到下一个区域。蓝牙低功耗和Zigbee也支持网状网络这不仅扩展了有效范围,而且还在照明网络中建立了冗余,并且能够控制特定灯光或灯组。

由于现代无线技术是双向的,因此LED灯具不仅可以成为一个聪明的灯具,它还可以成为一个数据生成中心。例如,想象一下将LED照明与无线连接以及运动,温度和功率监测传感器相结合的数十种灯具照亮城镇大道(通过短距离无线技术传输的信息通过蜂窝调制解调器传回监控中心) )。然后,想象一下路灯中的温度传感器检测到LED正在运行20°C高于正常工作温度并计算(由于过热)在72小时内可能发生轻微故障。主管可以迅速接收有关该问题的通信,允许主管在驾驶者在黑暗中发生碰撞之前发起维护呼叫,并向当局提出保险索赔。

灯光接近传感器可以有益于计算交通密度,确定是否需要额外的拥堵措施,或者检测人行道何时很少使用,相应地调整路边照明(或者甚至在高犯罪率地区使其变亮)威慑潜在的攻击者)。功耗监测可能有助于确定LED效率是否下降到新组件产生的未来节能将超过更换成本的程度。

LED照明和低功耗无线技术都已经酝酿了数十年。值得注意的是,两者同时已达到大众市场商业化。但更值得注意的是,较初为其他应用开发的两种技术如何融合,彻底改变了照明应用。该技术的未来将与照明一样重要。

 

—摘自百度资讯




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