LED智能型路燈原理

LED智能型路燈充分考慮了城市道路照明的實際狀況，采用單片機控制技術對路燈照度進行動態(tài)智能化管理，實現(xiàn)路燈人性化。由于LED路燈具有其它路燈所沒有的瞬態(tài)響應極快的特性，電路上極易實現(xiàn)使用KHZ級的脈寬調制(PWM)方式對LED路燈的亮滅進行占空比調節(jié)，(例如1ms內亮0.5ms亮0.5ms滅此時其亮度為全亮時的50%)即調節(jié)了整體燈具亮度。工作于如此高的頻率下不會存在頻閃現(xiàn)象。通過對燈具設定,可在繁忙的時段使路燈保持較強的照度，在后半夜車稀人少時開始自動調光，使路燈保持較低照度的照明。還可通過內在編程器根據(jù)不同城市繁華度、照明實況、車流量情況人為強制性設定照度等級、設定強弱照度時間長度比控制,以后路燈便可按照新設定周期性地執(zhí)行的程序。即實現(xiàn)了地方道路照明個性化。

根據(jù)我國路燈照明現(xiàn)狀，小城市在晚上9點后，大中城市在凌晨2點以后，道路上行人、車輛已逐漸稀少。從這一時段直至清晨6點，在如此低交通流量的道路上仍然保持較高照度顯然沒有必要。據(jù)了解，城市公共照明在我國照明耗電中占30%的比例，約439億kWh，以平均電價0.65元/kWh計算，一年開支285億元。在市政開支極度緊張的今天，國內絕大部分的城市和地區(qū)幾乎不約而同地采用了的路燈隔盞關燈的省錢方法，不僅導致了路面照度分布不均，給治安及交通安全埋下了隱患，而且后半夜電網(wǎng)電壓升高對路燈壽命造成損害，每年需更換大量燈具,因此不能稱作是真正意義上的節(jié)能。節(jié)能是在保證照明效果下點著燈節(jié)電。

以上智能控制的主要優(yōu)點是大幅降低了耗電，節(jié)約耗電達40%以上，避免了隔盞關燈的隱患。對于推廣高效、節(jié)能智能照明器具，配合照明實際情況有效進行光能利用，節(jié)約照明用電具有極其深遠的意義。

另外LED路燈光源(LED)具有很好的單一方向性，光取出率極高，而傳統(tǒng)的氣體路燈光源為全方位發(fā)光，依靠反光罩聚成單一方向光線，損失較大，光取出率大大不如LED路燈。因此在真正作用于路面上的光效傳統(tǒng)路燈明顯劣于LED路燈。可預見性效益分析以10公里鋪設700盞路燈對比經(jīng)濟效益,下面經(jīng)濟效益分析為理想分析,實際上可以從技術參數(shù)表的15和16項看出LED路燈優(yōu)勢遠超出以理想分析。

目前LED路燈光源造價成本相對還比較高昂，因為LED發(fā)光原理是將電能直接轉換為光能，發(fā)熱量非常大，對散熱要求非常高。且就目前而言，還有一個問題就是LED光源存在亮度衰竭現(xiàn)象，雖然衰竭速度很慢，但是也是目前技術無法解決的一個問題，故全面使用替代普通光源還有一段比較長的路子要走。

電纜成本算法:10公里傳統(tǒng)路燈電纜電流I=700*250W/220V≈800A，需截面400mm2銅芯電纜，單價為360元/米，電纜成本為360*10000=360萬元，LED路燈電纜電流I=700*50W/220V≈150A，需截面40mm2銅芯電纜，單價為60元/米，成本為60萬元

耗電成本:計算方法以每天亮燈10小時，每度電以0.65元人民幣計算, 傳統(tǒng)路燈一年總耗電量700*250W*365*10h*0.65≈415187(千瓦時)度合元, LED路燈一年總耗電量為:700*50W*365*10h*0.65=83037(千瓦時)度合83037元。

光源壽命對比，傳統(tǒng)路燈3000-4000小時，LED路燈壽命在4萬小時以上，等于是現(xiàn)今流通最好的高壓鈉燈5倍以上的壽命，高壓鈉燈更換5次以上，LED路燈才更換一次，如是產(chǎn)生光源成本、維護等等費用。由以上種種分析可見安裝的道路越長傳統(tǒng)路燈和LED路燈的性價比越明性。

隨著LED技術的不斷發(fā)展，LED性價比不斷攀升，LED光源逐步取代各種傳統(tǒng)照明光源實現(xiàn)半導體綠色照明并不遙遠!

智能型LED路燈充分考慮了城市道路照明的實際狀況，采用單片機控制技術對路燈照度進行動態(tài)智能化管理，實現(xiàn)路燈人性化。由于LED路燈具有其它路燈所沒有的瞬態(tài)響應極快的特性，電路上極易實現(xiàn)使用KHZ級的脈寬調制(PWM)方式對LED路燈的亮滅進行占空比調節(jié)，(例如1ms內亮0.5ms亮0.5ms滅此時其亮度為全亮時的50%)即調節(jié)了整體燈具亮度。工作于如此高的頻率下不會存在頻閃現(xiàn)象。通過對燈具設定,可在繁忙的時段使路燈保持較強的照度，在后半夜車稀人少時開始自動調光，使路燈保持較低照度的照明。還可通過內在編程器根據(jù)不同城市繁華度、照明實況、車流量情況人為強制性設定照度等級、設定強弱照度時間長度比控制,以后路燈便可按照新設定周期性地執(zhí)行的程序。即實現(xiàn)了地方道路照明個性化。

另外LED路燈光源(LED)具有很好的單一方向性，光取出率極高，而傳統(tǒng)的氣體路燈光源為全方位發(fā)光，依靠反光罩聚成單一方向光線，損失較大，光取出率大大不如LED路燈。因此在真正作用于路面上的光效傳統(tǒng)路燈明顯劣于LED路燈?？深A見性效益分析以10公里鋪設700盞路燈對比經(jīng)濟效益,下面經(jīng)濟效益分析為理想分析,實際上可以從技術參數(shù)表的15和16項看出LED路燈優(yōu)勢遠超出以理想分析。

隨著LED產(chǎn)品的技術進步，其高效率、壽命長、綠色環(huán)保、無熱輻射等優(yōu)勢，已逐步取代高耗損的傳統(tǒng)燈源，而成為各國政府大力推廣的新世代照明主流。

智能型LED路燈采用第四代光源(LED)作為發(fā)光主體，具有發(fā)光效率高、耗電量少、使用壽命長、安全可靠，光源出光率強,有利于環(huán)保等特性。應用于城市主干道 (Main road) 城市次干道 (Street) 工業(yè)園區(qū)道路、城鄉(xiāng)道路等領域。

智能型LED路燈的原理與各種應用 智能型LED路燈加上各種感應式ICT技術的配合，可以針對道路照明需求不同，而衍生許多額外的應用，更加提升照明之效率與安全性。以下分別簡介目前已發(fā)展之感應式LED路燈種類。

(一)實時故障通報

以現(xiàn)行道路照明故障報修為例，因采取人工巡查方式，常受限于人力因素，易產(chǎn)生延誤修復，造成民眾諸多不便。臺灣資策會開發(fā)之LED照明智能節(jié)能全方位解決方案，利用電力線通信技術(PLC)傳輸用電設備的使用狀態(tài)，一旦發(fā)生故障，可立即偵測并進行訊息提示，有效縮短修復時程，并降低傳統(tǒng)人力維護成本。

(二)照度彈性調整

上述臺灣資策會開發(fā)之智能LED系統(tǒng)亦可利用亮度傳感器、微波人車傳感器， 隨時偵測環(huán)境光線強度與人車活動的變化狀態(tài)，透過ZigBee無線感測網(wǎng)絡、電力線通信技術(PLC)，傳遞信息、分析、自動調控燈光的流明度。在無人車活動期間，由系統(tǒng)自動將LED照明調整成符合環(huán)境安全的低流明照度，反之，在人車活動密集期間，則以高流明LED照明，提高駕駛人員的視線清晰度，確保行車安全性。

法國西南部的土魯斯市(Toulouse)在局部公共道路和大學校園里試辦感應式路燈，能偵測行人和車輛的溫度，自動將路燈亮度加倍，當人車離開10秒后，就自動恢復成昏暗的照明狀態(tài)。土魯斯市政府估算，感應式路燈若試辦成功，將推廣到全市，省下至少一半的路燈耗電;法國的環(huán)保團體鼓吹廣設感應式路燈，既省電，還能保護生態(tài)環(huán)境。

照度調整型LED路燈關鍵在于傳感器與照度調整邏輯。傳感器部份，以紅外線傳感器感測溫度，只要感測物體溫度超過35℃以上， 就視為人或車輛， 據(jù)此"通知"控制器把路燈的亮度調高，另一種方式則是利用影像辨識技術。

臺灣工研院能環(huán)所研究指出，供車輛行駛的道路裝設感應式路燈，和住家門口的感應燈不同，因為若當人車靠近時才瞬間點亮，這會造成明暗對比過大，瞬間亮起來的燈光會形成"失能眩光"，影響視力，很可能因此造成交通事故。過了交通尖峰時段，路燈只要維持1/3或1/2的照度，過了午夜幾乎沒車時，照度還可以調到更低，省電效益相當高。

甚至于透過傳感器， 在深夜有車輛經(jīng)過時，才將車輛經(jīng)過位置下一盞或下一排路燈加倍電亮，過一段時間過后，傳感器測不到人車就自動恢復原先設定的亮度或完全熄滅。

可調光燈具是采用感應式路燈的先決條件，最普遍的水銀燈沒有調光功能，鈉燈雖可調光，但調整速度緩慢，并不理想，可變換亮度、顏色的 LED燈是當前感應式路燈的首選。

(三)色溫彈性調整

汽車平時夜間開車，頭燈是白光或淡黃光，配有$霧燈的車輛遇到起霧，就能靠霧燈提高能見度。智能路燈亦可透過傳感器，自動偵測起霧、光線和緊急事故時，彈性調整高速公路的路燈顏色。