海曼科技董事长曾勇刚：智能传感器如何设计与应用？

3、智能传感器性能的稳定性至关重要，特别是智能安防传感器，智能传感器的原理基本都是通过传感器检测不同的物理信号，然后转换成电信号，当电信号比较微弱的时候需要通过信号放大，然后送到MCU进行运算处理，对于符合报警或者需要上报的数据，通过无线通讯技术上报给网关或者云平台。

智能传感器的稳定性不好，就会容易受到环境的干扰，出现误报或者漏报，例如人体红外传感器，在没有人的时候上报有人的数据，反过来当有人经过探测区域的时候，又不上报有人的数据，这样就会严重影响到用户的体验。

造成智能传感器稳定性不好有哪些因素？

1、关键元器件的选型。关键件是影响智能传感器性能的主要因素之一。人体传感器的关键器件就是热释电红外传感器，在选型的过程中，我们要关注它关键的一些指标。例如，探测角度，探测距离，抗射频干扰性能、信噪比等关键指标，然后就是菲涅尔透镜的选择，在菲尼尔透镜选择的时候，我们应该关注它的焦距、探测角度、探测范围等参数，如果菲涅尔透镜选择的不合适，会使人体传感器的灵敏度大幅下降。

2、硬件电路的设计及PCB LAYOUT，很多时候，因为关键器件的选型不合适，导致探测灵敏度下降，这个时候就会调高硬件放大电路的放大倍数，放大倍数调的太高时，干扰信号也被放大，就会导致传感器误报。当PCB LAYOUT不合理时，例如模拟电路和数字电路的布局不合理，信号放大电路的布局不合理，都会导致外界的射频信号进入到放大器，导致产品误报。

3、信号的处理。市面上有一些比较便宜的人体传感器，他的信号处理就过于简单，传感器信号经过放大后，通过一个比较器进行简单的比较，超过一个固定的阀值就报警。这样的处理方式就非常容易产生误报。我们的人体红外传感器采用的方式是，传感器的信号经过放大后，送到MCU进行AD采样，将采样到的信号进行比对，软件处理上采用动态阀值调节，自动温度补偿，能量分析等算法，能够准确的识别人体的移动，有较强的抗射频干扰、光线干扰，做到较高的探测灵敏度，不误报，不漏报。

4、通讯协议的选择。现在越来越多的智能家居采用无线通讯的方式，目前无线通讯技术有RF315、433、NB-IoT、LORA、Wi-Fi、BLE、 Zigbee等。面对众多的无线通讯技术，各有各的优缺点，我们该如何选择呢？这里面有成本的考虑，有功耗的考虑，有安全性的考虑，有穿墙效果的考虑，还有和其他硬件的互通等各种考虑。

RF315、433：具有低成本、低功耗、传输距离远、穿墙能力强、频点单一容易受同频干扰，网络通讯安全性低，不能够自组网等特点，应用在电子玩具、工业控制、无线数据采集等领域。

NB-IoT、LORA：具有低功耗，长距离等特点，被应用于公共设施的管理，例如：烟感、水表、气表、井盖、路灯和停车等领域应用，实现物联网通讯。

Wi-Fi具有操作简单，数据传输快，功耗高、一个路由能接入的设备少，被广泛应用于智能单品和智能家电设备中。

BLE即低功耗蓝牙，具有低功耗，低成本，短距离，方便与手机连接等特点，基于低功耗特性，BLE被广泛应用在可穿戴设备、健康监护设备等产品中。从蓝牙4.1协议开始，蓝牙 mesh产品具备了自组网特征，但蓝牙mesh还处在技术积累期。

Zigbee基于IEEE 802.15.4标准的低功耗局域网协议，是一个开放的无线网状网络技术，具有低功耗、低成本、自组网、安全性高、互联互通、互操作性强、网络节点数量大等特点，因此Zigbee被广泛应用到智能家居领域中。目前全球已经有3000多款产品通过了Zigbee3.0的认证。

智能传感器在落地应用中的常见问题

安装问题

现在的智能传感器大多安装都比较简单，电池供电的产品都配有3M胶，可以直接贴墙安装；AC供电的产品都是直接插到220V插座上，对于智能安防传感器，在安装时还是有些需要特别要注意的。例如，人体红外传感器安装时，应避免安装在靠近窗帘的地方，忽冷忽热的地方，否则就会产生误报，这是人体红外传感器原理决定的。

智能燃气报警器，安装时应需要了解厨房使用的气体类别，如果是天然气，安装的位置就应该选择在比泄漏源高的地方，因为天然气比空气的比重要轻，泄露时会往上飘；如果使用的是液化石油气，安装的位置就需要选择比泄漏源低的位置，因为液化石油气的比重比空气重，在气体泄漏的时候会往下沉。

目前的烟雾报警器大多都采用光电式烟雾传感器，它的原理是探测烟雾的微小颗粒，通过烟雾颗粒的反射信号来识别烟雾报警，在安装时应该注意不能安装在灰尘比较大的地方，油烟比较的大的地方，例如家具厂、厨房等地方。

在安装时还应该考虑信号问题，就拿Zigbee的智能家居来讲，如果我们电池供电的智能传感器离中继器或网关的距离比较远，处于通讯距离的临界点的时候，当传感器每次醒来的时候就不能在非常短的时间内将数据传给网关，需要花一定的时间尝试与网关进行通讯，这样就会加快电池的使用，本来正常电池可以使用1年，当安装在信号临界点的时候电池可能只能使用半年。在这种状态下，网关也会经常收不到传感器的信号，导致传感器离线。

在安装时需按照设备厂家推荐的通讯距离选择合适的位置进行安装，当安装位置距离网关较远时，需要在中间的位置加装一个带中继功能的设备，例如：智能开关，智能插座等AC供电的产品，具体要参考设备厂家的说明书了解这些设备是否带中继功能。

产品的选型也很重要

目前市面上有很多的智能家居产品，价格和品质也参差不齐，我们该如何选择呢？

（编辑：52刷机网）

【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容!