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智能家居常用的传感器有哪些

智能家居各类常用传感器

现如今,传感器已经融入生活的各个角落,它能分析用户日常行为,增加用户与周边世界的互动方式。比如经常接触到的运动传感器、温湿度传感器等等。通过一些常用的智能传感器,可以大大提升生活的便捷性与安全性。

在受欢迎的智能家居产品设计中,有智能手环、空气净化器、有毒气体检测等作品的设计方案,这些热门应用都离不开传感器的工作。

运动传感器——手环设计

对于运动传感器大家一定不会陌生,它能够让您随时了解家中或周边的一举一动,一旦有些“风吹草动”它都会将预警信息发送至主人的手机中。

方案介绍:小米手环设计,功能有基本的计步、睡眠监测、卡路里计算,还能通过设定目标,帮助用户完成每日的运动量。采用台湾的主芯片,传感器采用ADI的三轴MEMS加速度传感器和蓝牙芯片。

温湿度传感器——多功能空气检测仪

适宜的温湿度同样可以为用户带来舒适的居住环境,虽然一些电器设备中也内置温湿度探头,但毕竟监测的范围有限,难以监测家中每个角落,因此温湿度传感器则可以弥补这个缺失,带来全方位的环境反馈。

方案介绍:多功能空气检测仪,空气检测主要分为以下几个方面:甲醛检测、PM2.5检测、温湿度检测(SHT20传感器)、时间、ESP8266的联网、TFT显示。

烟雾传感器——家用燃气报警器

烟雾传感器一般在家中应用的较少,而商业用途较广。但它同样可以为家庭用户带去安全,在火情发生前为用户预警,如当检测到烟雾时,立即触发家中的电器开关做出断电动作,做到将损失降低。

方案介绍:家用燃气报警器,采用单片机作为主控制芯片,同时采用TGS5042作为CO传感器等实现家用燃气报警器功能。报警浓度/时间,采用EN50291欧洲或美国标准设计;燃气报警:3米处高分贝报警声(》85dB),红色LED快速闪烁。

空气传感器——智能车载空气净化器

空气传感器则可以为用户实时监测监控的环境,一旦超出安全指标即可触发家中的空气净化设备,净化空气,为家人营造健康的空气环境。

方案介绍:车载空气净化器,采用空气质量传感器侦测汽车环境,利用空气质量指示灯指示当前的空气质量。该空气净化器具有一键启动,实时监测空气质量并自动净化的功能。

同时针对内饰污染/甲醛TVOC超标异味二手烟残留PM2.5病毒进行深层净化去除,释放千万级高浓度负离子。

有害气体传感器——有毒气体检测方案

一氧化碳中毒、可燃气体泄漏等时刻危害人们的人身安全,而有害气体传感器则可以为家人充当“保镖”,时刻为家人检测空气中有害气体的存在。一旦发现有毒害气体,可立即发出警报,并且可以与家中的排风扇或窗户联动,检测到有害气体后,触发排风扇并开启通风窗户。

方案介绍:有毒气体检测方案,基于ADI公司传感器的一氧化碳气体检测。可以检测暴露在环境中的危险气体CO的浓度,清晰地读出气体浓度、峰值和高、低浓度报警水平。如果当前气体高、低浓度值超出预设限度值时,仪器以声、光报警提醒用户。

盘点:智能家居领域常用的6大传感器

距离传感器

距离传感器根据测距时发出的脉冲信号不同,可以分为光学和超声波两种。二者的原理类似,都是通过向被测物体发送脉冲信号,接收反射,然后根据时差、角度差和脉冲速度计算出被测物体的距离。

距离传感器被广泛应用于手机和各种智能灯具中,产品可以根据用户在使用过程中的不同距离产生不同的变化。

光传感器

光传感器的工作原理就是利用光电效应,通过光敏材料将环境光线的强弱转换为电量信号。根据不同材质的光敏材料,光传感器又会有各种不同的划分和敏感度。

光传感器主要应用在电子产品的环境光强监测上。数据显示在一般的电子产品中,显示器的电量消耗高达总电量消耗的3成以上,因此随着环境光强的变化改变显示屏的亮度就成了最关键的节能手段。另外也能智能的让显示效果更加柔和舒适。

温度传感器

温度传感器从使用的角度大致可以分为接触式和非接触式两类,前者是让温度传感器直接与待测物体接触,来通过温敏元件感知被测物体温度的变化,而后者是使温度传感器与待测物体保持一定的距离,检测从待测物体放射出的红外线强弱,从而计算出温度的高低。

温度传感器的主要应用在智能保温和环境温度检测等和温度紧密相关的领域。

烟雾传感器

烟雾传感器根据探测原理的不同,常用的有化学探测和光学探测两种。

前者利用了放射性镅241元素,在电离状态下产生的正、负离子在电场作用下定向运动产生稳定的电压和电流。一旦有烟雾进入传感器,影响了正、负离子的正常运动,使电压和电流产生了相应变化,通过计算就能判断烟雾的强弱。

后者通过光敏材料,正常情况下光线能完全照射在光敏材料上,产生稳定的电压和电流。而一旦有烟雾进入传感器,则会影响光线的正常照射,从而产生波动的电压和电流,通过计算也能判断出烟雾的强弱。

烟雾传感器主要应用在火情报警和安全探测等领域。

心律传感器

常用的心律传感器主要利用特定波长的红外线对血液变化的敏感性原理。由于心脏的周期性跳动,引起被测血管中的血液在流速和容积上的规律性变化,经过信号的降噪和放大处理,计算出当前的心跳次数。

值得一提的是,根据不同人的肤色深浅不同,同一款心律传感器发出的红外线穿透皮肤和经皮肤反射的强弱也不同,这造成了测量结果方面一定的误差。通常情况下一个人的肤色越深,则红外线就越难从血管反射回来,从而对测量误差的影响就越大。

目前心律传感器主要应用在各种可穿戴设备和智能医疗器械上。

角速度传感器

角速度传感器有时也称陀螺仪,它基于角动量守恒的原理设计。一般的角速度传感器由一个位于轴心且可旋转的转子构成,通过转子的旋转和角动量的改变反应物体的运动方向和相对位置信息。单轴的角速度传感器只能测量单一方向的改变,因此一般的系统要测量X、Y、Z轴三个方向的改变,就需要三个单轴的角速度传感器。目前通用的一个3轴角速度传感器就能替代三个单轴的,而且还有体积小、重量轻、结构简单、可靠性好等诸多优点,因此各种形态的3轴角速度传感器是目前主要的发展趋势。

最常见的角速度传感器使用场景就是手机,如极品飞车等著名手游主要就是通过角速度传感器的作用产生汽车左右摇摆的交互模式。除了手机,角速度传感器目前还被广泛应用在导航定位以及AR/VR等领域。

除了上述提到的传感器,物联网中常见的还有气压传感器、加速度传感器、湿度传感器以及指纹传感器等。它们的工作原理虽然各有不同,但最基本的原理都是上述提到的,即通过光波、声波、特殊材料甚至化学原理将待测量转化为电学量,只不过大多都根据特定的领域在一般原理的基础上做了升级和扩展。

自从工业时代被发明以来,传感器就在生产控制和探测计量等领域发挥着至关重要的作用。正如人类的眼睛和耳朵一样,作为物联网中一个从外界接收信息的载体,重要的感知层前端,传感器未来将随着物联网的普及迎来一个高速的发展期。