在效率和质量方面，发光二极管(LED)是当今照明技术的MVP。一组中国研究人员正在利用最近的LED改进作为跳板，推出一个更加互联的照明网络。

在 2022 年 9 月 30 日发表在《智能与融合网络》上的研究中，他们提出了光互联网的概念，该概念与物联网接口，通过提供信息服务来改善人类健康和福祉。

清华大学电子工程教授宋健说：“随着人们在室内花费的时间越来越多，通过将信息技术与通信技术相结合，提供智能照明和信息服务的照明网络是绝对必要的。

由于LED是硅基的，因此可以低成本促进照明网络与不同电子和智能控制机制的深度集成。除了照明控制之外，信息和通信技术(ICT)领域的研究人员已经证明了一种称为可见光通信(VLC)的可行性，它通过调制LED光强度来传输信息。这种形式的通信可以同时支持信息服务，如定位、数据传输甚至光学治疗，而不会造成眼睛疲劳或损伤。

“ICT和人类科学相关领域的快速发展促使我们提出光互联网(IoL)作为平台的想法并开发其关键功能，”宋说。

为了将IoL与无处不在的照明网络集成，研究人员将传感器，通信模块和智能处理单元组合到单独的LED灯中以形成“节点”，并采用电信技术，如电力线通信(PLC)和5G无线通信作为网络手段。

由专门设计的传感节点组成的 IoL 传感器网络可以收集光强度、颜色、有害气体水平、移动物体等信息。

这种类型的 IoL 的应用包括“智能”疗养院，出于安全和安保原因，可以定位居民或及时检测到厨房燃气泄漏。光强度或颜色的自动调整可以根据用户的喜好定制舒适的环境或作为进行光学治疗的手段。

为了有效和高效地适应这些功能，研究人员开发了算法并进行了硬件实验，以证明高速数据传输的系统性能。这包括试验实时光束对准VLC设计，该设计可以根据用户的位置快速调整发射光源的方向。

研究人员研究了不同约束下的资源优化，例如通信和定位服务，以分配不同的频率和功率，以及通信和照明以满足各种照明要求，包括强度和均匀性。

“由于通信和定位服务都将由照明网络进行，因此优化功率分配至关重要，”清华大学电子工程教授杨辉说。

为了支持视频传输和实时定位等应用，研究人员正在探索能够适应基站严格定时要求并最大限度地减少延迟的调度算法。

先前的研究表明，光可用于治疗某些皮肤病或神经退行性疾病，显示出非侵入性光学治疗的可能性。该团队通过设计一个具有LED灯闪烁频率的频闪照射实验来探索这种可能性。

“我们调查的初步结果证实了光刺激与人体反应之间的关系，通过皮肤电活动信号和其他方法，”清华大学电子工程教授王晓飞说。“这表明IoL平台可以通过智能和自动控制光源的闪烁频率来调节人类的情绪和大脑活动。

根据这项研究，在未来的步骤中，研究人员计划将个别技术整合到护理设施等环境中，这可能会从资源限制下的智能传感，通信和优化中受益。

照明和环境的结合创造了一个高度互动、复杂和动态的系统，对个人来说具有巨大的差异和巨大的多样性，“同济大学建筑与城市规划学院教授郝洛希说。“IoL支持的实时感知，即时响应和无缝信息互连的优势肯定可以在将以人为本的照明概念变为现实方面发挥重要作用。