智能家居設(shè)備新興市場(chǎng)正鼓勵(lì)應(yīng)用工程師將多項(xiàng)功能整合集成到一個(gè)系統(tǒng)中,通過(guò)其創(chuàng)新的理念及高效可靠的系統(tǒng)。這些系統(tǒng)不僅可以使用戶(hù)遠(yuǎn)程訪問(wèn)家電并自動(dòng)處理日常家務(wù),并且還用最低數(shù)量芯片考慮到了安全問(wèn)題。
作為智能家居必不可少的一部分,傳感器處于整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的最底層,即感知層,是物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)與根基。萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代的到來(lái),給傳感器產(chǎn)業(yè)注入了“興奮劑”。傳感器越來(lái)越多地被應(yīng)用到社會(huì)發(fā)展及人類(lèi)生活的各個(gè)領(lǐng)域,可謂“遍地開(kāi)花”。
人會(huì)產(chǎn)生紅外輻射。在正常的體溫下,人類(lèi)在紅外區(qū)域會(huì)有強(qiáng)烈輻射,波長(zhǎng)為9.4μm。熱電傳感器是由陶瓷材料構(gòu)成,暴露在紅外輻射下其表面會(huì)產(chǎn)生電荷。這個(gè)屬性可以用于運(yùn)動(dòng)檢測(cè)。PIR傳感器還可以從振動(dòng)、無(wú)線電干擾、陽(yáng)光等觸發(fā)錯(cuò)誤檢測(cè)。
為了避免這種雙傳感器連接的相位差,共同連接到這兩個(gè)傳感器的任何激勵(lì)相互抵消了。當(dāng)身體經(jīng)過(guò)傳感器前面時(shí),它激發(fā)第一個(gè)傳感器,然后第二個(gè)。于是有一個(gè)變化標(biāo)志身體從傳感器一側(cè)移動(dòng)到另一側(cè)的差分輸出。
這一變化標(biāo)志也可以用來(lái)檢測(cè)運(yùn)動(dòng),可用于人員檢測(cè),增加一個(gè)濾波窗口可以限制8~14μm范圍的外來(lái)輻射,這是對(duì)人體輻射最敏感的范圍。為了提高傳感器的范圍和探測(cè)角度,使用了菲涅耳透鏡。它把到來(lái)的紅外輻射集中到傳感器。菲涅耳透鏡孔徑較大并且焦距較短。
PIR傳感器
PIR傳感器(熱釋電紅外線傳感器)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型高靈敏度探測(cè)元件,是一種能檢測(cè)人體發(fā)射的紅外線而輸出電信號(hào)的傳感器。它能組成防入侵報(bào)警器或各種自動(dòng)化節(jié)能裝置。它能以非接觸形式檢測(cè)出人體輻射的紅外線能量的變化,并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出。將這個(gè)電壓信號(hào)加以放大,便可驅(qū)動(dòng)各種控制電路,如作電源開(kāi)關(guān)控制、防盜防火報(bào)警等。
PIR傳感器可用于以下用途:控制走廊光或其他任何不需要持續(xù)發(fā)光的區(qū)域從而節(jié)約用電:通過(guò)監(jiān)測(cè)PIR傳感器內(nèi)兩個(gè)感應(yīng)區(qū)域之間的差分輸出來(lái)指導(dǎo)感應(yīng)。
紅外傳感器分為熱型和量子型兩類(lèi),熱型紅外傳感器也稱(chēng)熱釋電紅外傳感器或被動(dòng)紅外傳感器。與量子型相比,雖然其頻響速度較慢,靈敏度較低,但響應(yīng)的紅外線波長(zhǎng)范圍較寬,價(jià)格便宜,使用簡(jiǎn)單可在常溫下工作。相反量子型操作復(fù)雜,而且需要冷卻條件,所以不易推廣。
熱釋電紅外線傳感器
PIR傳感器(熱釋電紅外線傳感器)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型高靈敏度探測(cè)元件,是一種能檢測(cè)人體發(fā)射的紅外線而輸出電信號(hào)的傳感器。它能組成防入侵報(bào)警器或各種自動(dòng)化節(jié)能裝置。它能以非接觸形式檢測(cè)出人體輻射的紅外線能量的變化,并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出。將這個(gè)電壓信號(hào)加以放大,便可驅(qū)動(dòng)各種控制電路,如作電源開(kāi)關(guān)控制、防盜防火報(bào)警等。
紅外傳感器分為熱型和量子型兩類(lèi),熱型紅外傳感器也稱(chēng)熱釋電紅外傳感器或被動(dòng)紅外傳感器。與量子型相比,雖然其頻響速度較慢,靈敏度較低,但響應(yīng)的紅外線波長(zhǎng)范圍較寬,價(jià)格便宜,使用簡(jiǎn)單可在常溫下工作。相反量子型操作復(fù)雜,而且需要冷卻條件,所以不易推廣。
PIR傳感器的特點(diǎn)為:
(1)傳感器接收的是被測(cè)對(duì)象自身發(fā)射紅外線,因此不必另設(shè)光源。
(2)大氣對(duì)2-2.6lLm、3-5lLm、8-141lm三個(gè)被稱(chēng)為“大氣窗口”的特定波段的紅外線吸收甚少,可非常容易被檢測(cè)。
(3)中、遠(yuǎn)紅外線不受可見(jiàn)光影響,可不分晝夜進(jìn)行檢測(cè)。
五個(gè)傳感器廠商
Robert Bosch(羅伯特·博世)博世MEMS傳感器主要用于可穿戴設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)等新應(yīng)用。主要產(chǎn)品:專(zhuān)業(yè)級(jí)健康類(lèi)傳感器解決方案BHV250和BHV160、智能三軸加速度計(jì)BMA422和BMA455、高性能陀螺儀BMG250和BMG280、可定制編程的9軸運(yùn)動(dòng)傳感器BMF055。
意法半導(dǎo)體。傳感器產(chǎn)品包括MEMS(微機(jī)電傳感器,包括加速度計(jì)、陀螺儀、數(shù)字羅盤(pán)、慣性模塊、壓力傳感器、濕度傳感器和麥克風(fēng))、智能傳感器、Sensor Hub、溫度傳感器和觸摸傳感器。
Texas Instruments(德州儀器)霍爾效應(yīng)磁傳感器、單芯片MEMS溫度傳感器、壓力傳感器、指紋傳感器、光傳感器等,在基于移動(dòng)反射數(shù)字光處理設(shè)備的MEMS銷(xiāo)售方面表現(xiàn)頗佳。
Avago Technologies(安華高)產(chǎn)品組合廣泛多樣,在以下四個(gè)主要目標(biāo)市場(chǎng)中擁有約6500種產(chǎn)品,即:無(wú)線通信、有線基礎(chǔ)設(shè)施、工業(yè)和汽車(chē)電子產(chǎn)品以及消費(fèi)品與計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備。
Knowles Electroincs(樓氏電子)是先進(jìn)的微聲設(shè)備、特種組件以及移動(dòng)通訊、消費(fèi)電子、醫(yī)療科技、軍事/空間和其它工業(yè)終端市場(chǎng)的人機(jī)界面解決方案的市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者和全球供應(yīng)商。提供精確可靠的產(chǎn)品,包括助聽(tīng)器元件、MEMs(微機(jī)電系統(tǒng))麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器、受話器、傳感器、電容器、振蕩器等。
小結(jié)
智能家居目前對(duì)防盜措施提出了新的要求,目前市面上主要有壓力觸發(fā)式防盜報(bào)警器、開(kāi)關(guān)電子防盜報(bào)警器和壓力遮光觸發(fā)式防盜報(bào)警器等多種防盜裝置,但這幾種比較常見(jiàn)的報(bào)警器都存在一些缺點(diǎn),PIR傳感器制作簡(jiǎn)單、成本低,安裝比較方便,而且防盜性能比較穩(wěn)定,抗干擾能力強(qiáng)、靈敏度高、安全可靠。這種防盜器安裝隱蔽,不易被盜賊發(fā)現(xiàn),同時(shí)它的信號(hào)經(jīng)過(guò)單片機(jī)系統(tǒng)處理后方便和PC機(jī)通信,便于多用戶(hù)統(tǒng)一管理和用戶(hù)操作,是一種性能優(yōu)良的電子防盜裝置。