智能家居
2023-06-26
智能家居硬件基础知识(人体传感器篇)
人体传感器是智能家居的常用组件,也是安装难度较大的组件。它的原理是利用热释电效应,检测人体发出的红外线。热释电效应就是某些晶体在温度变化时,会产生电位变化。人体发出的红外线照到这些晶体上,就会引起电位变化,从而判断是否有人体移动。但是这种传感器只能感应人体的移动,不能感应静止的人体。而且,和人体温度相近的物体或生物,也会误触发传感器。
为了提高传感器的灵敏度和精度,一般都要加上菲涅尔透镜。菲涅尔透镜可以汇聚人体发出的红外线,并产生交替变化的“盲区”和“高灵敏区”。这样,当人体移动时,发出的红外线就会交替地通过这些区域,从而实现更高的检测精度。菲涅尔透镜还有滤光片,只让特定波长的红外线透过,去除其他红外线的干扰。
热释电效应传感器价格便宜、功耗低、不发出波束,所以使用广泛。但是也有一些缺点和限制:
如果人体发出的红外线被玻璃、浴帘等物体阻挡,或者环境温度和人体温度非常接近,传感器可能探测不到人体。
传感器表面不能用玻璃等材质遮挡,否则会衰减红外线。
传感器探测范围较大,不容易隐藏在暗盒等内部,影响美观。
传感器安装高度、角度、方向和位置都会影响探测效果。
下面以小米人体传感器为例,介绍一些安装使用的注意事项:
小米人体传感器有可旋转调节角度的支架,建议用支架安装,方便根据需求调整位置和区域。
小米人体传感器能探测到人体移动的范围,在水平角度约为170°,垂直角度不足90°,最大距离在4~7m。
安装高度以1.2~2m为宜。太低会缩小水平范围,太高会增大下方盲区。
如果家中有宠物(如猫、狗等),为了避免误触发,可降低安装高度并倒置安装。这样牺牲一些范围,但可以防止宠物在地面活动引起的误触发。
避免探测范围内有玻璃隔断、浴帘等减弱红外线传播的材质。如果卫生间有玻璃隔断,建议将传感器安装在隔断上方,并垂直于隔断平面。
不要正对暖气片、暖风机、白炽灯等温度可能接近人体的物体。如果室内温度接近人体温度,传感器的灵敏度会降低。
如果要检测微小动作,建议将传感器靠近被检测人体。例如,探测如厕的人体,可将传感器安装在坐便器后部墙面,高度与人体头部相当。
如果房间过大或过小,单个传感器无法探测全部区域,可用多个传感器配合使用,消除盲区,提高精度。
如果要探测特殊情况下的人体移动,可借助其他物体的遮挡来探测特定区域或状态。例如,在卧室判断人体下床走动,可将传感器安装在床下区域,利用床体的