《電子技術(shù)應(yīng)用》
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工業(yè)4.0背景下 LED照明智能化兩大趨勢

2015-11-26

  隨著工業(yè)4.0概念的出現(xiàn),生產(chǎn)制造的傳統(tǒng)思維正經(jīng)歷著前所未有的沖擊,,工業(yè)化和信息化的高度融合和升級將是未來生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變的主旋律,。作為具有龐大照明市場的LED行業(yè),在新的歷史形勢下,,只有走LED智能化的道路才能越走越遠,。就目前而言,對于LED智能化的方向主要分為農(nóng)業(yè)智能化和光通訊智能化兩個方面,。

  在互聯(lián)網(wǎng)概念還處在世界主流地位時,,德國學(xué)術(shù)和產(chǎn)業(yè)界于2013年在漢諾威工業(yè)博覽會上第一次提出了“工業(yè)4.0研究項目”,此概念的核心是信息物理融合系統(tǒng)(Cyber-PhysicalSystems,,CPS),,整合各種數(shù)字信息、資源,、產(chǎn)品和人,,從而建立起高效快速靈活的信息化,數(shù)字化的產(chǎn)品與服務(wù)的生產(chǎn)模式,。此概念一經(jīng)提出則從德國迅速傳播到歐洲,,并開始影響世界。

  1,、智能化LED照明的內(nèi)涵

  傳統(tǒng)的LED早在1962年就已經(jīng)出現(xiàn),,一開始LED產(chǎn)品只能發(fā)出低光度的紅光,而現(xiàn)在能發(fā)出的光已經(jīng)遍及可見光、紅外光以及紫外光,;同時用途也從最初的指示燈,、顯示板發(fā)展到顯示器、采光裝飾和照明,。近年來,,隨著互聯(lián)網(wǎng),云計算等新技術(shù)的出現(xiàn),,人們已經(jīng)不滿足于LED照明高亮度,、低能耗、壽命長,、功率小的這些基本的功能和所帶來的經(jīng)濟效益,,而是更多的以LED與先進物聯(lián)網(wǎng)和云計算技術(shù)相結(jié)合,從人體心理學(xué),、生理學(xué)和社會學(xué)出發(fā),,考慮個體舒適度,光生物安全等改善學(xué)習(xí),、工作和生活的條件軟指標和減少空氣污染保護環(huán)境的社會效益,,即LED的智能化。

  而在工業(yè)4.0的大背景下,,結(jié)合近十幾年來傳統(tǒng)LED同質(zhì)化低端化出現(xiàn)嚴重產(chǎn)能過剩的問題,,我們對于LED產(chǎn)品的發(fā)展和需求已經(jīng)不能僅僅的停留在照明的本身性能上,而是努力的與其他產(chǎn)業(yè)技術(shù)相結(jié)合,,以期獲得具有復(fù)合功能的LED智能燈,,從而對LED產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能進行分流。就目前為止,,有兩個主要的分流方向,,第一個是向農(nóng)業(yè)照明領(lǐng)域突破,第二個就是向光通訊領(lǐng)域發(fā)展,。

  2,、LED農(nóng)業(yè)智能化

  在農(nóng)業(yè)方面,我們知道光是植物生長發(fā)育最為重要的環(huán)境因素之一,,對于植物的光合作用和生長發(fā)育新陳代謝都有著直接的調(diào)節(jié)作用,。目前已知的環(huán)境因素,比如相對的潮濕,、溫度,、光強度和光質(zhì)量都對植物的生長和發(fā)展有著密切的影響。而在這些因素中,,光質(zhì)量則直接影響植物干的生長,,側(cè)分枝,葉擴展和色素的沉積等主要的生長指標。而這些光質(zhì)量的集成,,主要是通過持續(xù)強度的紅光,,藍光,同時荷爾蒙信號的路徑對植物有著深刻的影響觸發(fā)生理學(xué)反應(yīng)從而對植物的生長和發(fā)展起著控制作用,。

  總的來說,,從長遠的角度去看,LED大有取代傳統(tǒng)照明光源的趨勢,?;贚ED的智能照明系統(tǒng)技術(shù)可以被廣泛的應(yīng)用于植物或動物的生物研究中;同時這種智能系統(tǒng)還可以比較精確的確定特定植物生長所需要光照的強度和質(zhì)量,;另外智能系統(tǒng)還可以分析不同光脈沖條件下植物的生長情況影響,。可以預(yù)見基于LED的農(nóng)業(yè)智能化系統(tǒng)將會是“工業(yè)4.0”在農(nóng)業(yè)上應(yīng)用的重要體現(xiàn),。

  3,、LED光通訊智能化(lifi)

  Lifi被認為是一種在21世紀出現(xiàn)的新的光設(shè)備。設(shè)計這種設(shè)備的基本思想是可以通過LED的燈光對數(shù)據(jù)進行傳輸,。但通過LED光能傳輸?shù)臄?shù)據(jù)數(shù)量還是相對較少的,。目前,Lifi被稱為Wi-Fi的一個優(yōu)化的版本,,它的優(yōu)勢在于可以通過無線通訊大量的降低成本,。

  被譽為“Li-Fi之父”的英國愛丁堡大學(xué)教授HaraldHass(哈拉爾德-哈斯)認為Lifi技術(shù)的核心在于發(fā)光二極管的強度和潛力。他同時認為這種技術(shù)可以改變我們上網(wǎng),,視頻,收發(fā)郵件等等,。由于社會發(fā)展對數(shù)據(jù)的傳輸是有廣泛的需求,,所以lifi技術(shù)的應(yīng)用可以擴展到那些Wifi技術(shù)覆蓋不到的領(lǐng)域,比如醫(yī)學(xué)技術(shù),,發(fā)動機等各種其它的行業(yè),。由于lifi被認為是有著最快速的互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù),所以這項技術(shù)就很有可能取代目前研究所和公司中廣泛應(yīng)用的wifi,,同時人們可以用lifi技術(shù)擴展更多的特殊領(lǐng)域,。

  4、結(jié)束語

  在工業(yè)4.0概念的影響下,,LED傳統(tǒng)行業(yè)必然要向智能化的趨勢進行轉(zhuǎn)變,,其發(fā)展方向也必然是工業(yè)化和信息化的高度融合。21世紀被稱為“光的世紀”,,而植物所具有的光合作用也是萬物生命的基礎(chǔ),,憑借著LED人工照明系統(tǒng)高光效低能耗,同時兼顧信息化可調(diào)控的優(yōu)勢,LED農(nóng)業(yè)智能化將會推動農(nóng)業(yè)和生物行業(yè)的高速大發(fā)展,。

  另一方面,,在光通訊行業(yè),Lifi的概念開始漸漸受到人們關(guān)注,,這不僅僅是因為其相比于無線電磁波更高效,,更廣泛的應(yīng)用。當越來越多的人和設(shè)備接入無線網(wǎng)中,,在空氣中傳播的電磁波就會越來越阻塞,,這使得人們獲得一個持續(xù)的高速的信號變得很困難。所以基于LED的lifi技術(shù)的出現(xiàn)可以克服目前無線網(wǎng)絡(luò)中的諸多限制,,從而提供一個安全,、高效、高速的光通訊環(huán)境,。


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