在互聯(lián)網(wǎng)概念還處在世界主流地位時(shí)，德國(guó)學(xué)術(shù)和產(chǎn)業(yè)界于2013年在漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上第一次提出了“工業(yè)4.0研究項(xiàng)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(guó)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(shí)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(lái),，隨著互聯(lián)網(wǎng)，云計(jì)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(zhǎng),、功率小的這些基本的功能和所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益,，而是更多的以LED與先進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算技術(shù)相結(jié)合，從人體心理學(xué),、生理學(xué)和社會(huì)學(xué)出發(fā),，考慮個(gè)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(biāo)和減少空氣污染保護(hù)環(huán)境的社會(huì)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(lái)傳統(tǒng)LED同質(zhì)化低端化出現(xiàn)嚴(yán)重產(chǎn)能過(guò)剩的問(wèn)題,，我們對(duì)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(duì)LED產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能進(jìn)行分流,。就目前為止，有兩個(gè)主要的分流方向,，第一個(gè)是向農(nóng)業(yè)照明領(lǐng)域突破,，第二個(gè)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(zhǎng)發(fā)育最為重要的環(huán)境因素之一，對(duì)于植物的光合作用和生長(zhǎng)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(duì)的潮濕、溫度,、光強(qiáng)度和光質(zhì)量都對(duì)植物的生長(zhǎng)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(zhǎng),，側(cè)分枝,，葉擴(kuò)展和色素的沉積等主要的生長(zhǎng)指標(biāo)。而這些光質(zhì)量的集成,，主要是通過(guò)持續(xù)強(qiáng)度的紅光,，藍(lán)光，同時(shí)荷爾蒙信號(hào)的路徑對(duì)植物有著深刻的影響觸發(fā)生理學(xué)反應(yīng)從而對(duì)植物的生長(zhǎng)和發(fā)展起著控制作用,。
采用LED作為控制植物生長(zhǎng)的人工光源的優(yōu)勢(shì)在于具有高的能量轉(zhuǎn)換效率,、使用的是直流電源、產(chǎn)品體積小,，壽命長(zhǎng),、波長(zhǎng)確定、光強(qiáng)度/質(zhì)量比可調(diào)和低的熱能輸出,。一些農(nóng)作物已經(jīng)在被LED光照下進(jìn)行培養(yǎng)了,，比如蝸居、辣椒,、小麥,、菠菜等。研究表明,，紅光對(duì)植物光合作用的器官發(fā)展有著重要的作用,，同時(shí)它還可以增加植物上淀粉的積累量,。同時(shí)有報(bào)道，用遠(yuǎn)紅外輻照植物可以提高稻殼的抗氧化性,。這表明特定的光照輻射可以增加食物中的營(yíng)養(yǎng)成分,。
總的來(lái)說(shuō)，從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度去看,，LED大有取代傳統(tǒng)照明光源的趨勢(shì),。基于LED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(dòng)物的生物研究中;同時(shí)這種智能系統(tǒng)還可以比較精確的確定特定植物生長(zhǎng)所需要光照的強(qiáng)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(zhǎng)情況影響,?？梢灶A(yù)見基于LED的農(nóng)業(yè)智能化系統(tǒng)將會(huì)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(rèn)為是一種在21世紀(jì)出現(xiàn)的新的光設(shè)備,。設(shè)計(jì)這種設(shè)備的基本思想是可以通過(guò)LED的燈光對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。但通過(guò)LED光能傳輸?shù)臄?shù)據(jù)數(shù)量還是相對(duì)較少的,。目前,，Lifi被稱為Wi-Fi的一個(gè)優(yōu)化的版本，它的優(yōu)勢(shì)在于可以通過(guò)無(wú)線通訊大量的降低成本,。
被譽(yù)為“Li-Fi之父”的英國(guó)愛(ài)丁堡大學(xué)教授HaraldHass(哈拉爾德-哈斯)認(rèn)為L(zhǎng)ifi技術(shù)的核心在于發(fā)光二極管的強(qiáng)度和潛力,。他同時(shí)認(rèn)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(huì)發(fā)展對(duì)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(kuò)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(dòng)機(jī)等各種其它的行業(yè)。由于lifi被認(rèn)為是有著最快速的互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù),，所以這項(xiàng)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(shí)人們可以用lifi技術(shù)擴(kuò)展更多的特殊領(lǐng)域。
4,、結(jié)束語(yǔ)
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(shì)進(jìn)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(jì)被稱為“光的世紀(jì)”，而植物所具有的光合作用也是萬(wàn)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(shí)兼顧信息化可調(diào)控的優(yōu)勢(shì)，LED農(nóng)業(yè)智能化將會(huì)推動(dòng)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?yàn)槠湎啾扔跓o(wú)線電磁波更高效,，更廣泛的應(yīng)用,。當(dāng)越來(lái)越多的人和設(shè)備接入無(wú)線網(wǎng)中，在空氣中傳播的電磁波就會(huì)越來(lái)越阻塞,，這使得人們獲得一個(gè)持續(xù)的高速的信號(hào)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(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的諸多限制，從而提供一個(gè)安全,、高效,、高速的光通訊環(huán)境。