智能家居中的传感器应用.doc

智能家居中的传感器应用

一、智能家居简介：

智能家居是一个居住环境，是以住宅为平台安装有智能家居系统的居住环境，实施智能家居系统的过程就称为智能家居集成。

智能家居集成是利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设备集成。由于智能家居采用的技术标准与协议的不同，大多数智能家居系统都采用综合布线方式，但少数系统可能并不采用综合布线技术，如电力载波，不论哪一种情况，都一定有对应的网络通信技术来完成所需的信号传输任务，因此网络通信技术是智能家居集成中关键的技术之一。安全防范技术是智能家居系统中必不可少的技术，在小区及户内可视对讲、家庭监控、家庭防盗报警、与家庭有关的小区一卡通等领域都有广泛应用。自动控制技术是智能家居系统中必不可少的技术，广泛应用在智能家居控制中心、家居设备自动控制模块中，对于家庭能源的科学管理、家庭设备的日程管理都有十分重要的作用。音视频技术是实现家庭环境舒适性、艺术性的重要技术，体现在音视频集中分配、背景音乐、家庭影院等方面。

智能家居又称智能住宅。通俗地说，它是融合了自动化控制系统、计算机网络系统和网络通讯技术于一体的网络化智能化的家居控制系统。智能家居将让用户有更方便的手段来管理家庭设备，比如，通过家触摸屏、无线遥控器、电话、互联网或者语音识别控制家用设备，更可以执行场景操作，使多个设备形成联动；另一方面，智能家居内的各种设备相互间可以通讯，不需要用户指挥也能根据不同的状态互动运行，从而给用户带来最大程度的高效、便利、舒适与安全。

二、家居中的可测物理量：

1、亮度。

如主人在家时，时间是晚上，亮度已经下降到一定的范畴以下，系统会自动打开主人周边的照明设备，方便主人的生活。

2、温度。

一年四季，一天24小时存在或大或小的温差，根据不同的温度，系统将启动室内的降温或取暖设备，使人们的生活更舒适。

3、湿度。

一年中有的季节潮湿，有的季节干燥，系统可以根据需要调节室内的空气湿度，保持在最适宜人们居住的状态。

4、烟雾。

当无人在家或者只有小孩在家时，若家中发生火灾，那么系统将自动接通火警，并打开喷水龙头。

5、声音

主人打开一些电子设备时，不必手工开启，可以利用声音启动，使生活更方便。

三、可使用的传感器及原因

1、可见光传感器

主要用于测量室内可见光的亮度，以便调整室内亮度。

它的基本原理是能感受可见光并转换成可用输出信号。

特点：

a.暗电流小，低照度响应，灵敏度高，电流随光照度增强曾线性变化。

b.内置双敏感源，自动衰减近红外，光谱响应接近人眼函数曲线。

c.内置微信号CMOS放大器、高精度电压源和修正电路，输出电流大，工作电压范围宽，温度稳定性好。

d.可选光学纳米材料封装，可见光透过，紫外线截止、近红外相对衰减，增强了光学滤波效果。

电路图：

2、温度传感器

主要用于测量室内的温度，方便调节室内温度。

它的主要原理是能感受温度并转换成可用输出信号。

特点：

a.采用高性能温湿度变送器，准确度和稳定性能高。

b.采用数字信号传输，布线方便，信号传输距离远。

c.开放式通讯规约，系统扩展方便。

d.组态软件界面，系统稳定性有保障。

e.软件功能丰富、实用，方便维护及功能升级。

电路图：

3、湿度传感器

主要用于测试室内的湿度，方便调节。

它的基本原理是能感受气体中水蒸气含量，并转换成可用输出信号。

特点：

a.湿度传感器是非密封性的，为保护测量的准确度和稳定性，应尽量避免在酸性、碱性及含有机溶剂的气氛中使用。也避免在粉尘较大的环境中使用。为正确反映欲测空间的湿度，还应避免将传感器安放在离墙壁太近或空气不流通的死角处。如果被测的房间太大，就应放置多个传感器。

b. 有的湿度传感器对供电电源要求比较高，否则将影响测量精度．或者传感器之间相互干扰，甚至无法工作。使用时应技要求提供合适的、符合精度要求的供电电源。

c. 传感器需要进行远距离信号传输时，要注意信号的衰减问题。当传输距离超过200m以上时，建议选用频率输出信号的湿度传感器。

d. 由于湿敏元件都存在一定的分散性，无论进口或国产的传感器都需逐支调试标定。大多数在更换湿敏元件后需要重新调试标定，对于测量精度比较高的湿度传感器尤其重要。

电路图：

主要用于测量空气中特定气体的含量，当有危险时会自动报警。

它的基本原理是声表面波器件之波速和频率会随外界环境的变化而发生漂移。气敏传感器就是利用这种性能在压电晶体表面涂覆一层选择性吸附某气体的气敏薄膜，当该气敏薄膜与待测气体相互作用（化学作用或生物作用，或者是物理吸附），使得气敏薄膜的膜层质量和导电率发生变化时，引起压电晶体的声表面波频率发生漂移；气体浓度不同，膜层质量和导电率变化程度亦不同，即引起声表面波频率的变化也不同。通过测量声表面波频率的变化就可以准确的反应气体浓度的变化。

特点：

a. 测定固有电阻值时, 要求必须在洁净空气环境中进行。

电路图：

主要用于测试室内声音，达到声控的效果。

声音传感器，具体的说就是有一个小弹片来感应声音并通过一个继电器把声音信号转换成电信号，在声音足够大的时候电信号也足够大，这时候的电信号就传到开关的触头上，来使电路接通或者断开。

电路图：

四、小结

随着科技的飞速发展及生活水平的不断提高，人们对智能化家居生活的需求也逐渐增大。越来越多的智能住宅、智能小区应运而生，智能家居得到了众多开发商和消费者的青睐！

就中国的大环境而言，建筑智能化的市场前景非常乐观。加上近两年，业主对智能建筑的要求越来越高，这给楼宇自控厂家提供了一个很大的市场，各楼宇自控厂家竞相使出法宝，以抓住有利商机。

尤其是奥运会带来了更多的商机，有几个楼宇自控厂家专门为此成立了相应的部门，如霍尼韦尔(天津)有限公司成立了场馆设施项目部、西门子楼宇科技(中国) 有限公司成立了奥林匹克项目部等，以期用完善的技术解决方案来服务北京奥运。

三网融合开启智能家居产业。“三网融合”将掀起一场“宽带革命”，光纤入户将成为未来宽带发展的主导趋势，而现有的xDSL基础设施逐步走向其生命周期的终点。

一直以来，光纤是宽带网络多种传输媒介中最理想的一种，它的特点是传输容量大，传输质量好，损耗小，中继距离长等。它和ADSL的区别在于：ADSL使用的是频分复用，一人享用一根电话线上网，在这根电话线里还有你的电话机使用的语音信号。而光纤宽带目前是通到小区，然后分别通过超5类网线通到各用户，今后光纤宽带将直接通到各用户。

纵观我国互联网网速，平均速率仅1.774M，排名全球第71位，大部分以512K至2M为主，接入速率远远落后于世界先进水平，这已成为中国推进宽带发展的瓶颈。但与此同时，目前国内比较普遍的512Kbit/s至2Mbit/s的带宽只能支持标准清晰度电视频道和同步宽带互联网连接，但不足以支持高清晰度电视等更高端的业务。另有数据显示，从2004年开始，每年的宽带接入用户和宽带普及率都持续增长，从2004年到2008年宽带普及率是年均增长了 46%，预计到2011年，中国带宽接入用户累计达到14855万。可想而知，中国的用户对带宽的需求越来越高，每年都在持续的增长，传统的ADSL已不能满足人们的需求，光纤宽带就成未来宽带发展的必然方向。这对于智能家居产业中的光通信产品商