智能家居各類常用傳感器

現(xiàn)如今，傳感器已經(jīng)融入生活的各個(gè)角落，它能分析用戶日常行為，增加用戶與周邊世界的互動(dòng)方式。比如經(jīng)常接觸到的運(yùn)動(dòng)傳感器、溫濕度傳感器等等。通過一些常用的智能傳感器，可以大大提升生活的便捷性與安全性。

在受歡迎的智能家居產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，有智能手環(huán)、空氣凈化器、有毒氣體檢測(cè)等作品的設(shè)計(jì)方案，這些熱門應(yīng)用都離不開傳感器的工作。

運(yùn)動(dòng)傳感器——手環(huán)設(shè)計(jì)

對(duì)于運(yùn)動(dòng)傳感器大家一定不會(huì)陌生，它能夠讓您隨時(shí)了解家中或周邊的一舉一動(dòng)，一旦有些“風(fēng)吹草動(dòng)”它都會(huì)將預(yù)警信息發(fā)送至主人的手機(jī)中。

方案介紹：小米手環(huán)設(shè)計(jì)，功能有基本的計(jì)步、睡眠監(jiān)測(cè)、卡路里計(jì)算，還能通過設(shè)定目標(biāo)，幫助用戶完成每日的運(yùn)動(dòng)量。采用***的主芯片，傳感器采用ADI的三軸MEMS加速度傳感器和藍(lán)牙芯片。

溫濕度傳感器——多功能空氣檢測(cè)儀

適宜的溫濕度同樣可以為用戶帶來舒適的居住環(huán)境，雖然一些電器設(shè)備中也內(nèi)置溫濕度探頭，但畢竟監(jiān)測(cè)的范圍有限，難以監(jiān)測(cè)家中每個(gè)角落，因此溫濕度傳感器則可以彌補(bǔ)這個(gè)缺失，帶來全方位的環(huán)境反饋。

方案介紹：多功能空氣檢測(cè)儀，空氣檢測(cè)主要分為以下幾個(gè)方面：甲醛檢測(cè)、PM2.5檢測(cè)、溫濕度檢測(cè)（SHT20傳感器）、時(shí)間、ESP8266的聯(lián)網(wǎng)、TFT顯示。

煙霧傳感器——家用燃?xì)鈭?bào)警器

煙霧傳感器一般在家中應(yīng)用的較少，而商業(yè)用途較廣。但它同樣可以為家庭用戶帶去安全，在火情發(fā)生前為用戶預(yù)警，如當(dāng)檢測(cè)到煙霧時(shí)，立即觸發(fā)家中的電器開關(guān)做出斷電動(dòng)作，做到將損失降低。

方案介紹：家用燃?xì)鈭?bào)警器，采用單片機(jī)作為主控制芯片，同時(shí)采用TGS5042作為CO傳感器等實(shí)現(xiàn)家用燃?xì)鈭?bào)警器功能。報(bào)警濃度/時(shí)間，采用EN50291歐洲或美國標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì);燃?xì)鈭?bào)警：3米處高分貝報(bào)警聲（》85dB），紅色LED快速閃爍。

空氣傳感器——智能車載空氣凈化器

空氣傳感器則可以為用戶實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)監(jiān)控的環(huán)境，一旦超出安全指標(biāo)即可觸發(fā)家中的空氣凈化設(shè)備，凈化空氣，為家人營造健康的空氣環(huán)境。

方案介紹：車載空氣凈化器，采用空氣質(zhì)量傳感器偵測(cè)汽車環(huán)境，利用空氣質(zhì)量指示燈指示當(dāng)前的空氣質(zhì)量。該空氣凈化器具有一鍵啟動(dòng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)空氣質(zhì)量并自動(dòng)凈化的功能。

同時(shí)針對(duì)內(nèi)飾污染/甲醛TVOC超標(biāo)異味二手煙殘留PM2.5病毒進(jìn)行深層凈化去除，釋放千萬級(jí)高濃度負(fù)離子。

有害氣體傳感器——有毒氣體檢測(cè)方案

一氧化碳中毒、可燃?xì)怏w泄漏等時(shí)刻危害人們的人身安全，而有害氣體傳感器則可以為家人充當(dāng)“保鏢”，時(shí)刻為家人檢測(cè)空氣中有害氣體的存在。一旦發(fā)現(xiàn)有毒害氣體，可立即發(fā)出警報(bào)，并且可以與家中的排風(fēng)扇或窗戶聯(lián)動(dòng)，檢測(cè)到有害氣體后，觸發(fā)排風(fēng)扇并開啟通風(fēng)窗戶。

方案介紹：有毒氣體檢測(cè)方案，基于ADI公司傳感器的一氧化碳?xì)怏w檢測(cè)。可以檢測(cè)暴露在環(huán)境中的危險(xiǎn)氣體CO的濃度，清晰地讀出氣體濃度、峰值和高、低濃度報(bào)警水平。如果當(dāng)前氣體高、低濃度值超出預(yù)設(shè)限度值時(shí)，儀器以聲、光報(bào)警提醒用戶。

盤點(diǎn)：智能家居領(lǐng)域常用的6大傳感器

距離傳感器

距離傳感器根據(jù)測(cè)距時(shí)發(fā)出的脈沖信號(hào)不同，可以分為光學(xué)和超聲波兩種。二者的原理類似，都是通過向被測(cè)物體發(fā)送脈沖信號(hào)，接收反射，然后根據(jù)時(shí)差、角度差和脈沖速度計(jì)算出被測(cè)物體的距離。

距離傳感器被廣泛應(yīng)用于手機(jī)和各種智能燈具中，產(chǎn)品可以根據(jù)用戶在使用過程中的不同距離產(chǎn)生不同的變化。

光傳感器

光傳感器的工作原理就是利用光電效應(yīng)，通過光敏材料將環(huán)境光線的強(qiáng)弱轉(zhuǎn)換為電量信號(hào)。根據(jù)不同材質(zhì)的光敏材料，光傳感器又會(huì)有各種不同的劃分和敏感度。

光傳感器主要應(yīng)用在電子產(chǎn)品的環(huán)境光強(qiáng)監(jiān)測(cè)上。數(shù)據(jù)顯示在一般的電子產(chǎn)品中，顯示器的電量消耗高達(dá)總電量消耗的3成以上，因此隨著環(huán)境光強(qiáng)的變化改變顯示屏的亮度就成了最關(guān)鍵的節(jié)能手段。另外也能智能的讓顯示效果更加柔和舒適。

溫度傳感器

溫度傳感器從使用的角度大致可以分為接觸式和非接觸式兩類，前者是讓溫度傳感器直接與待測(cè)物體接觸，來通過溫敏元件感知被測(cè)物體溫度的變化，而后者是使溫度傳感器與待測(cè)物體保持一定的距離，檢測(cè)從待測(cè)物體放射出的紅外線強(qiáng)弱，從而計(jì)算出溫度的高低。

溫度傳感器的主要應(yīng)用在智能保溫和環(huán)境溫度檢測(cè)等和溫度緊密相關(guān)的領(lǐng)域。

煙霧傳感器

煙霧傳感器根據(jù)探測(cè)原理的不同，常用的有化學(xué)探測(cè)和光學(xué)探測(cè)兩種。

前者利用了放射性镅241元素，在電離狀態(tài)下產(chǎn)生的正、負(fù)離子在電場(chǎng)作用下定向運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生穩(wěn)定的電壓和電流。一旦有煙霧進(jìn)入傳感器，影響了正、負(fù)離子的正常運(yùn)動(dòng)，使電壓和電流產(chǎn)生了相應(yīng)變化，通過計(jì)算就能判斷煙霧的強(qiáng)弱。

后者通過光敏材料，正常情況下光線能完全照射在光敏材料上，產(chǎn)生穩(wěn)定的電壓和電流。而一旦有煙霧進(jìn)入傳感器，則會(huì)影響光線的正常照射，從而產(chǎn)生波動(dòng)的電壓和電流，通過計(jì)算也能判斷出煙霧的強(qiáng)弱。

煙霧傳感器主要應(yīng)用在火情報(bào)警和安全探測(cè)等領(lǐng)域。

心律傳感器

常用的心律傳感器主要利用特定波長(zhǎng)的紅外線對(duì)血液變化的敏感性原理。由于心臟的周期性跳動(dòng)，引起被測(cè)血管中的血液在流速和容積上的規(guī)律性變化，經(jīng)過信號(hào)的降噪和放大處理，計(jì)算出當(dāng)前的心跳次數(shù)。

值得一提的是，根據(jù)不同人的膚色深淺不同，同一款心律傳感器發(fā)出的紅外線穿透皮膚和經(jīng)皮膚反射的強(qiáng)弱也不同，這造成了測(cè)量結(jié)果方面一定的誤差。通常情況下一個(gè)人的膚色越深，則紅外線就越難從血管反射回來，從而對(duì)測(cè)量誤差的影響就越大。

目前心律傳感器主要應(yīng)用在各種可穿戴設(shè)備和智能醫(yī)療器械上。

角速度傳感器

角速度傳感器有時(shí)也稱陀螺儀，它基于角動(dòng)量守恒的原理設(shè)計(jì)。一般的角速度傳感器由一個(gè)位于軸心且可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子構(gòu)成，通過轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)和角動(dòng)量的改變反應(yīng)物體的運(yùn)動(dòng)方向和相對(duì)位置信息。單軸的角速度傳感器只能測(cè)量單一方向的改變，因此一般的系統(tǒng)要測(cè)量X、Y、Z軸三個(gè)方向的改變，就需要三個(gè)單軸的角速度傳感器。目前通用的一個(gè)3軸角速度傳感器就能替代三個(gè)單軸的，而且還有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性好等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此各種形態(tài)的3軸角速度傳感器是目前主要的發(fā)展趨勢(shì)。

最常見的角速度傳感器使用場(chǎng)景就是手機(jī)，如極品飛車等著名手游主要就是通過角速度傳感器的作用產(chǎn)生汽車左右搖擺的交互模式。除了手機(jī)，角速度傳感器目前還被廣泛應(yīng)用在導(dǎo)航定位以及AR/VR等領(lǐng)域。

除了上述提到的傳感器，物聯(lián)網(wǎng)中常見的還有氣壓傳感器、加速度傳感器、濕度傳感器以及指紋傳感器等。它們的工作原理雖然各有不同，但最基本的原理都是上述提到的，即通過光波、聲波、特殊材料甚至化學(xué)原理將待測(cè)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量，只不過大多都根據(jù)特定的領(lǐng)域在一般原理的基礎(chǔ)上做了升級(jí)和擴(kuò)展。

自從工業(yè)時(shí)代被發(fā)明以來，傳感器就在生產(chǎn)控制和探測(cè)計(jì)量等領(lǐng)域發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。正如人類的眼睛和耳朵一樣，作為物聯(lián)網(wǎng)中一個(gè)從外界接收信息的載體，重要的感知層前端，傳感器未來將隨著物聯(lián)網(wǎng)的普及迎來一個(gè)高速的發(fā)展期。