LED智能控制的定义 LED智能控制是指利用智能化的人机界面，智能化的信号网络控制，智能化的供电网络控制，智能化的灯具控制来实现智能化的光。 智能化的光是目的，人机界面是手段，信号控制和供电控制是介质。智能化的光是指光要按需分配，否则就是浪费，浪费就不智能了。在一个有智能化的光的环境下，人们可以通过人机界面来设定灯光的需求，由传感网络来感知需求，根据需求比配光的输出模式，模式一旦确定灯具端的光输出就可以通过信号网络来控制了。
下面图1显示了上海世博会世博轴的光环境，前段是钢结构玻璃幕墙建筑，上面布有3万只LED星光灯，在其星空模式下功耗只有峰值的1％，起到了良好的通过控制节能的理念。此外，后面的膜结构建筑附近没有任何高杆灯，而是利用顶棚膜的反射提供照明环境，光环境非常柔和，近一公里长的反射光光环境提高了世博会的夜景照明品位。
LED智能控制具有四大趋势，即顶层控制英特网化，供电控制自动化，节能控制交互化以及故障反馈自动化。
顶层控制英特网化
英特网链接了世界，同时也正在链接物体，作为物联网的一部分，灯光也要联网，这是大势所趋。以现在的市场应用来看，第一步首先要做的是――LED顶层控制要能够连入网络。这个并不难，重要将原本的物理开关盒调光装置的界面换成是图形界面或虚拟界面，使得灯光和控制的空间分布关系相对分离。
图2给出了一个有趣的例子，在第28界国际照明设计师协会(InternationaI Association of Lighting Designers简称IALD)大奖颁奖会上，现场大家对一件通过WlFl控制的LED背心感到非常兴奋。如图，LED背心上的文字是20米外坐在会场上的人通过电脑来发出显示内容的。从纯技术角度讲，这并不难，但是从大会上这件LED背心显示的其中一句话“LED ERA(LED时代)”来讲，LED真的是进入多元化应用时代了，其控制方式的英特网化趋势也是非常明显。这一趋势将加速扩张，影响到众多LED应用。
顶层控制使用英特网架构的好处是，整个照明网络可以无穷尽扩展。以下图图3为例，假设一片区域的物理空间由体育馆、游泳馆和体育场构成，则他们的照明控制完全可以通过英特网联网，如距离远可采用光纤等实现互联，若近可采用最常规网络链接，同样的道理，可以采用无线控制。
当然，在这一架构下，总控的位置其实是无所谓的，所有的控制只要通过应用层的软件就能实现，背后是SQL数据库来对空间中的照明设备和网络进行管理。(图4)
当然，在上面这个架构的要求下，接入层再往下应该有集成控制器这一的终端设备，集成控制器的作用时接收英特网信号，将信号翻译成灯具总线信号，总线信号经过灯具，灯具本身可以解读为控制信号，从而实现灯具控制。如下图图5所示。Bus-Y表示一种照明控制总线。它通过集成控制器接入英特网。
照明供电控制自动化
上面一节讲了照明灯具控制的英特网化，其实照明供电控制自动化是基于相似的概念，也就是说所有的照明灯具的供电回路的控制开关都被联网，传统的物理开关变为软件开关。一旦所有开关变成软件开关，显然通过一个总控服务器软件可以定义所有电回路的控制逻辑，这个逻辑可以是基于时间的管理，基于照度需求的管理，等等。人们可以设定和修改照明供电控制，实现高度智能的实时控制。如下图图6所示，我们仍然假设目标受控空间由体育场，体育馆和游泳馆构成。图6所表达的是三个场馆的照明供电控制通过网络由控制服务器实现实时控制，从而构成一个智能开关灯控制系统。
下面图7表达的是底层开关灯控制系统的架构。
总结上述智能开关灯控制系统[1]，其分为主体育场智能开关灯控制系统、主体育馆智能开关灯控制系统、游泳馆智能开关灯控制系统和总控室智能开关灯控制系统四个部分。主体育场智能开关灯控制系统、主体育馆智能开关灯控制系统、游泳馆智能开关灯控制系统可分别作为一个独立的系统运行，分别对所控区域进行定时、手动开关灯操作，可以统计所控区域的功率、电流、开关记录等信息。可独立制作报表。同时三个区域的开关灯控制服务器通过交换机与总控室开关灯控制服务器联网。总控制室开关灯服务器与三个区域的开关灯服务器通过以太网方式进行接口，能够同时监测三个区域的开关灯状态及历史记录，可单独或一起进行各区域的开关灯控制操作。
智能开关灯控制系统是一个基于Profibus现场总线的远程控制系统，主要负责进行LED照明回路的远程开关控制，还可以监控当前运行功率、回路电流等工作状态，可以统计历史运行数据，如运行时间、用电量，并可以制作生成数据报表并打印。
节能控制交互化
一般来讲，照明在有人时才需要，除非有监控检测需要一定照度。为此，利用智能化的控制来实现节能是有很大需求的。为了展开这一部分讨论，我们看一个实际的案例，苏州时代广场的LED智能光墙。该光墙长一百多米，设计阶段考虑了节能减排的理念决定使用LED(由于是商业地段，于是采用了RGB全彩灯光)，接下来大家又有了更节能的想法――有人才有光，无人无光从而实现最大化的节能。这样创新想法最终得以实现，如图8所示，当有人沿着长廊区域行走，在光墙上方的运动检测会侦测到人的运动，根据传感器的信号反馈，服务器根据提前设定好的灯光场景对行人所在位置提供照明。
图9所示是传络感器网的基本拓扑图。传感器和灯具一样，通过集成控制器接入TCP／lP网络，从而受服务器控制，同时可以将传感信号通知服务器。在这个架构下，可以预见的是，各种传感器都可以用以LED照明系统的智能控制。
有类似节能理念的照明系统还有在上海世博会世博轴北广场上的LED智能地坪项目，如下图图10所示。在该项目中，传感器的类型为压力传感器，传感器和LED灯具集成在一起，灯具通过集成控制器与服务器双向通讯。根据压力传感器感受到的压力值，服务器实时反馈对灯具的控制进行输出。景观照明的模式可以通过服务器实时修改或设定。得一提的是，上述值智能系统得到了非常良好的现场反馈，不仅是节能减排的典型项目，而且反映了基于LED智能控制的照明让人类生活更美好的理念。
上述两个案例都是关于景观照明的，但是其积极意义将会很大影响LED功能性照明。将传感器和照明控制融为一体，实现灯光按需分配是绿色照明的终极解决方案。故障反馈自动化
随着智能控制水平的不断进步同时伴随人力成本的提升和运营维护的要求提高，人们对照明系统的的故障反馈有很大的需求，传统的通过人的观测来实现故障检测的手段无法满足需求。需要有自动化的故障反馈机制。故障反馈自动化有很多种，下面罗列一些方法。
(一)基于视频监视的全生命维护系统
在照明系统中并入IP Camra系统，在远程通过视频对灯光控制系统实现检测。服务器终端可采用人眼观察或者加入图像识别的一些方法来判断照明系统的工作状态是否正常。
(二)灯具端基于双向通讯的故障反馈
灯具和集成控制器之间建立双向通讯，灯具内部利用lC监控电流、电压、温度等参数来发觉故障，利用双向通讯及时向服务器通报故障。这一方法是终极方法，但是考虑到引发的灯具成本，同时考虑到监控电路本身的故障率，目前阶段该方案还很不成熟，尽管已有实际应用。
(三)集成控制器端基于双向通讯的故障反馈
该方法是利用集成控制器来检查回路的电流电压，若电流电压值和设定的正常状态不符，集成控制器将信号汇报服务器，服务器根据计算来推断照明灯具的故障情况。该机制成本较低，能发现故障，但是实现精确的故障判断还需要进一步研究。
上面介绍了几种故障反馈机制，也可以利用传感器网络风险降低故障。如下图图11所示，利用多个温度传感器检测环境温度，服务器根据环境温度对照明系统进行管理是不错的方法，成本低，和照明控制电路系统本身对立，可以避免误触发。
结论
本论文介绍了LED智能控制的概念，讲解了LED智能控制的四大趋势，即顶层控制英特网化，供电控制自动化，节能控制交互化以及故障反馈自动化，提供一些LED智能控制的方法及案例供业界参考。