智能家居传感器，人体（红外线）传感器的原理和使用方法

红外线传感器PIR（Passive infrared detectors）是智能家居中重要的传感器。红外线传感器是通过探测来自环境的人体或动物红外辐射，来判断防区是否有人或动物，常用于智能家居中用于判断是否有人经过，或在智能安防中用于判断是否有可疑人员侵入防区。

各种人体（红外线）传感器

人体（红外线）传感器工作原理

（红外线）传感器的核心原件是

热释电传感器

人体（红外线）传感器工作原理

热释电传感器不能探测恒定的红外辐射 ，因此在热释电传感器上增加了一个菲涅尔透镜， 菲涅尔透镜除了能起到凸透镜的汇聚作用外，还能通过折射作用在感应区（防区）中形成明区（下图红色部分），暗区（下图白色部分），当入侵者穿过明区、暗区时，热释电传感器就可以检测到入侵。

人体（红外线）传感器工作原理

下图是小米人体传感器结构图，主要包括三部分：光学系统（菲涅尔透镜）、热释电传感器（或称为红外传感器）及报警控制电路。

小米人体传感器结构图

人体（红外线）传感器分类

红外线传感器按红外线接收方式，可分为主动式 和被动式 。

主动式红外线传感器，包括一个安装有红外线发光二极管的投光器 发射红外线，和一个安装有热释电传感器的受光器， 当投光器发出的红外线被遮断，红外线传感器就会报警。

被动式红外线传感器只有一个安装有热释电传感器的探头，只是被动式地接收入侵者的红外线。智能家居中使用的人体（红外线）传感器主要是被动式红外线传感器。

根据感应区（防区）的范围，可以分为：广角式 和幕帘式

广角式红外线传感器 能够探测水平和垂直两个方向的很大范围，通常水平方向约110度、7-8米的范围，垂直方向也有这样的范围，部分型号因形状的原因，垂直范围略小。

广角式红外线传感器

幕帘式红外线传感器 通过形状和菲涅尔透镜来约束感应区，使其防区约束成一个很薄的扇形，通常用于门窗防护。

幕帘式红外线传感器

广角式和幕帘式

红外线传感器安装

1、注意传感器安装角度

通过调整垂直、水平视角，使感应范围符合要求，避免宠物闯入防区，造成误报。

安装角度

2、避开干扰源（热源）

自然界有很多发热设备和动物会干扰红外线传感器，因此传感器不能对准加热器、空调出风口管道、强光源、太阳以及阳光直射的门窗。

3、避免遮挡

红外线是一种光线，会受到不透明物体遮挡，因此防区内不得有高大的遮挡物。

人体（红外线）传感器的缺点

1、对静止的人（动物）无法探测

因为传感器不能探测恒定的红外辐射，因此当一个人（动物）禁止的待在防区内，人体（红外线）传感器就无法探测并报警。

对静止的人（动物）无法探测

曾有朋友在卫生间安装了一个红外线开关，原以为只要人在卫生间，灯就不会灭，实际上，一会灯就灭了，他不得不隔一会就得挥挥手。

2、人体（红外线）传感器在不同方向灵敏度不同

由于热释电传感器不能探测恒定的红外辐射，如果入侵者径向靠近传感器，因为入侵者可能一直处于明区或暗区，此时传感器灵敏度会比较低。

人体（红外线）传感器在不同方向灵敏度不同

这20种传感器，工控人你都见过吗？没见过的来涨知识了

电子技术正在迅速发展。最让我兴奋的一件事是：我们周围许多的电子设备都是在没有人值班的状态下工作的。

随着科技的发展，我们创造出了很多可以感知周围的事物的传感器。

传感器在监测和检测人类的活动时起着不可或缺的作用，并能够将这些信息提供给其他电子设备作为控制参考。

接下来我们从基础知识开始。

以下是今天我们聊的内容的目录

什么是传感器？

什么是不同类型的传感器？

首先什么是传感器？

通常，传感器基本定义是探测器；传感器是一种电子设备，用于检测各种类别的信号，并将信号传递给其他电气控制设备。

换一种说法，传感器是一种能将能量从一种形式转换到另一种形式的电子装置。所以，它被称为传感器。

传感器主要是通过距离、温度、湿度度等来识别气体的物理量、热量等。

它以电信号的形式向连接的控制系统提供输出。

例如，在自动化系统中，传感器是向可编程逻辑控制器（plc）传递信号，从而参与控制。

在日常生活应用、商业和工业设备、教育工程中，不同类型的传感器都有着特定的作用。

什么是不同类型的传感器？

传感器分为以下四大类：

1、模拟传感器

2、数字传感器

3、有源传感器

4、无源传感器

每个类别又都有如下不同类型的传感器。

一、温度传感器

温度传感器用于检测温度和热能并将其转换为电信号（以电压或电流的形式进行传递)。

我们实际上有以下几种类型的温度传感器使用。

1、温度计

2、热电偶

3、电阻式温度检测器

4、热敏电阻温度传感器

5、半导体温度传感器

6、振弦式温度传感器

温度传感器现在我们常见的就是被应用于计算机、冰箱、汽车、医疗器械、炊具等设备中。

二、压力传感器

压力传感器还可以被称为压力变送器或压力计。

压力传感器检测空气、气体、水的压力，并向控制器提供电信号。

根据不同的用途和更多的特点，它分为不同的类别：

1、真空压力传感器

2、绝对压力传感器

3、表压传感器

4、压差传感器

压力传感器用于许多系统，常见的是气动、液压、真空系统等。

三、触摸传感器

触摸传感器称为触觉传感器。它是一种电子传感器，用于检测和记录人类的触摸。

电容式触摸传感器、电阻式触摸传感器是触摸传感器现在用的最多的。

它在工业中用的多的比如：开关灯、空调（AC）遥控、门开/关操作、电梯、机器人、智能手机等。

实际上有个冷门知识：血氧饱和度计是触摸式传感器检测人体内氧含量的最好例子之一。

这次疫情中，血氧仪的需求量实际上是很大的。它比较容易操作，即使在家里。你可以很容易地能够在网上买到血氧仪。

四、图像传感器

图像传感器是用于检测图像像素并向显示设备提供信息的电子设备。

图像传感器有模拟型和数字型。一般来说，电子图像传感器分为两种主要类型。

1、电荷耦合器件

2、有源像素传感器

对于数码相机、闭路电视（CCTV）、医疗成像设备、热成像设备、雷达、声纳等，都使用图像传感器。

五、运动传感器

运动传感器测量并记录身体活动或运动。它分为以下几种类型。

1、主动式运动传感器

2、被动运动传感器

3、断层运动传感器

4、手势运动传感器

运动传感器应用于家庭安全、自动门操作、微波、机器人、超声波、手势检测等领域。

六、光传感器

光传感器是光电器件，这种传感器检测并将光或光子的亮度或发光转换为电信号。

现在用的多的主要有三种类型的光传感器。

1、光敏电阻或光敏电阻（LDR）

2、光电二极管

3、光电晶体管

它被广泛应用于太阳系汽车、农业部门（自动喷水灭火系统）和电子项目设备如Arduino。

七、振动传感器

振动传感器有可能大家听得不多，实际上振动传感器又被称为压电传感器。

振动传感器能够检测并记录任何运动或活动。它向连接的机器或系统提供数据或信号。

如果存在任何危险活动，该传感器有助于发送确认信息。

在我们的石油天然气、食品饮料、采矿、金属加工、造纸、风力发电、发电等工业领域，都需要振动传感器。

八、湿度传感器

湿度传感器也称为湿度计；

对于检测空气和土壤中的水分，湿度传感器是非常必要的。主要被用于空调系统。

九、接近传感器

接近传感器可以很容易地检测到附近的物体，而无需任何直接接触。它分为不同的类型：

1、电容式接近传感器

2、感应式接近传感器

它广泛应用于智能手机、平板电脑、机器、机器人系统、过山车等。

十、颜色传感器

颜色传感器其实就是光电传感器。

它能有助于感知物体的颜色并识别颜色标记。这种传感器使用RGB（红、绿、蓝）色标。

在我们的彩绘和印刷、化妆品、纺织、医疗诊断、计算机彩色监视器和过程控制中，大量地使用了颜色传感器。

十一、辐射传感器

辐射传感器是一种电子仪器，可以感应和测量诸如α、β、γ、中子、X射线等辐射粒子。

此外，它还可以感应电磁辐射，如波、宇宙辐射（阳光）。

辐射传感器包括三种不同类型。

1、充气辐射传感器

2、闪烁辐射传感器

3、固态辐射传感器

这种传感器用于核能、医学成像模式和环境放射性监测，所以一般我们生活中能直接见到这种传感器的机会并不多，但是实际上却息息相关。

十二、液位传感器

液位传感器的主要作用是测量固体、液体和气体等不同材料的液位或高度。

它分为以下几种：

1、激光液位传感器

2、浮子传感器

3、电容式液位传感器

4、电阻式液位传感器

5、超声波液位传感器

6、静液压液位传感器

7、光学物位传感器

8、电磁液位传感器

液位传感器被广泛应用于船舶，集装箱，水箱燃油箱箱等，用于水位检查。

十三、位置传感器

位置传感器决定位移和位置（如线性和旋转）。

基本上，位置传感器分为以下几种。

1、光学位置传感器

2、线性位置传感器

3、旋转位置传感器

4、感应式位置传感器

5、电容式位置传感器

6、光纤位置传感器

7、超声波位置传感器

例如，电位计包含旋转位置传感器，该传感器可随角度移动而变化，

位置传感器在家庭和工业应用实际上很多，如门关闭/打开、阀门监控、电机控制、用于控制发动机燃料或动力流量的节流阀。

十四、烟雾或气体传感器

气体传感器用于检测不同类型的气体，有毒或爆炸性气体，空气中的烟雾。其中一些传感器还能够测量气体浓度。

气体或烟雾传感器可以分为三大类：

1、光学式烟雾传感器

2、电离式烟雾传感器

3、激光式烟雾传感器

烟雾传感器应用于工厂、工业、建筑、船舶、飞机等。

十五、火焰传感器

火焰传感器可以很容易地检测到火灾或附近材料的火焰。这些检测到的信号被传送到连接的控制设备。

它用于工业区的报警系统、天然气厂、灭火系统和基于Arduino的设计火灾探测器项目。

十六、泄漏传感器

泄漏传感器用于密闭容器或真空室中，用于检测水泄漏、液体泄漏、空气泄漏等。

按工作角色分为两大部分：

1、点泄漏传感器

2、流量泄漏传感器

十七、加速度计

加速度计是测量运动加速度或速度的仪器。

它广泛应用于手势控制的机器人、飞机和导弹导航系统、过程控制系统、车辆加速以及其他旋转电子设备，如涡轮机、滚筒、风扇、压缩机、泵等。

十八、倾斜传感器

倾斜传感器检测基准面的角运动、角坡度、角运动、轴并随其变化。

主要用于手机、平板电脑、手持式游戏机、船只、车辆、飞机等的角度和自动旋转操作的监控。

十九、标记传感器

标记传感器作为光电式传感器工作。它用来感觉物体上的色标。

标记传感器广泛应用于印刷和包装行业。

二十、流量传感器或浮子传感器

流量传感器测量和检测几乎所有的工艺流体。检测到的数据将提供给控制器系统。

用于工业领域、发电仪表、发电厂等。

这次，我介绍了20种不同类型的传感器及其用途。每个传感器都有自己的特点和功能。它们可以用于特定的项目中，像现在越来越火的手持或无线电气电子工程，都使用各种类型的无线传感器。

此外，传感器还用于PLC项目，机器人系统，物联网等项目。

以上就是今天想和大家聊的内容，欢迎大家转发关注和支持，谢谢！

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