智能家居設(shè)備新興市場正鼓勵應(yīng)用工程師將多項功能整合集成到一個系統(tǒng)中,通過其創(chuàng)新的理念及高效可靠的系統(tǒng)。這些系統(tǒng)不僅可以使用戶遠程訪問家電并自動處理日常家務(wù),并且還用最低數(shù)量芯片考慮到了安全問題。
作為智能家居必不可少的一部分,傳感器處于整個物聯(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。萬物互聯(lián)時代的到來,給傳感器產(chǎn)業(yè)注入了“興奮劑”。傳感器越來越多地被應(yīng)用到社會發(fā)展及人類生活的各個領(lǐng)域,可謂“遍地開花”。
人會產(chǎn)生紅外輻射。在正常的體溫下,人類在紅外區(qū)域會有強烈輻射,波長為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產(chǎn)生電荷。這個屬性可以用于運動檢測。PIR傳感器還可以從振動、無線電干擾、陽光等觸發(fā)錯誤檢測。
為了避免這種雙傳感器連接的相位差,共同連接到這兩個傳感器的任何激勵相互抵消了。當(dāng)身體經(jīng)過傳感器前面時,它激發(fā)第一個傳感器,然后第二個。于是有一個變化標志身體從傳感器一側(cè)移動到另一側(cè)的差分輸出。
這一變化標志也可以用來檢測運動,可用于人員檢測,增加一個濾波窗口可以限制8~14μm范圍的外來輻射,這是對人體輻射最敏感的范圍。為了提高傳感器的范圍和探測角度,使用了菲涅耳透鏡。它把到來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)是近年來發(fā)展起來的一種新型高靈敏度探測元件,是一種能檢測人體發(fā)射的紅外線而輸出電信號的傳感器。它能組成防入侵報警器或各種自動化節(jié)能裝置。它能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線能量的變化,并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號輸出。將這個電壓信號加以放大,便可驅(qū)動各種控制電路,如作電源開關(guān)控制、防盜防火報警等。
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:通過監(jiān)測PIR傳感器內(nèi)兩個感應(yīng)區(qū)域之間的差分輸出來指導(dǎo)感應(yīng)。
紅外傳感器分為熱型和量子型兩類,熱型紅外傳感器也稱熱釋電紅外傳感器或被動紅外傳感器。與量子型相比,雖然其頻響速度較慢,靈敏度較低,但響應(yīng)的紅外線波長范圍較寬,價格便宜,使用簡單可在常溫下工作。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)是近年來發(fā)展起來的一種新型高靈敏度探測元件,是一種能檢測人體發(fā)射的紅外線而輸出電信號的傳感器。它能組成防入侵報警器或各種自動化節(jié)能裝置。它能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線能量的變化,并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號輸出。將這個電壓信號加以放大,便可驅(qū)動各種控制電路,如作電源開關(guān)控制、防盜防火報警等。
紅外傳感器分為熱型和量子型兩類,熱型紅外傳感器也稱熱釋電紅外傳感器或被動紅外傳感器。與量子型相比,雖然其頻響速度較慢,靈敏度較低,但響應(yīng)的紅外線波長范圍較寬,價格便宜,使用簡單可在常溫下工作。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傳感器的特點為:
(1)傳感器接收的是被測對象自身發(fā)射紅外線,因此不必另設(shè)光源。
(2)大氣對2-2.6lLm、3-5lLm、8-141lm三個被稱為“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。
(3)中、遠紅外線不受可見光影響,可不分晝夜進行檢測。
五個傳感器廠商
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:專業(yè)級健康類傳感器解決方案BHV250和BHV160、智能三軸加速度計BMA422和BMA455、高性能陀螺儀BMG250和BMG280、可定制編程的9軸運動傳感器BMF055。
意法半導(dǎo)體。傳感器產(chǎn)品包括MEMS(微機電傳感器,包括加速度計、陀螺儀、數(shù)字羅盤、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,在基于移動反射數(shù)字光處理設(shè)備的MEMS銷售方面表現(xiàn)頗佳。
Avago Technologies(安華高)產(chǎn)品組合廣泛多樣,在以下四個主要目標市場中擁有約6500種產(chǎn)品,即:無線通信、有線基礎(chǔ)設(shè)施、工業(yè)和汽車電子產(chǎn)品以及消費品與計算機外圍設(shè)備。
Knowles Electroincs(樓氏電子)是先進的微聲設(shè)備、特種組件以及移動通訊、消費電子、醫(yī)療科技、軍事/空間和其它工業(yè)終端市場的人機界面解決方案的市場領(lǐng)導(dǎo)者和全球供應(yīng)商。提供精確可靠的產(chǎn)品,包括助聽器元件、MEMs(微機電系統(tǒng))麥克風(fēng)、揚聲器、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)式防盜報警器、開關(guān)電子防盜報警器和壓力遮光觸發(fā)式防盜報警器等多種防盜裝置,但這幾種比較常見的報警器都存在一些缺點,PIR傳感器制作簡單、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、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),同時它的信號經(jīng)過單片機系統(tǒng)處理后方便和PC機通信,便于多用戶統(tǒng)一管理和用戶操作,是一種性能優(yōu)良的電子防盜裝置。