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發(fā)布時(shí)間:2021-03-20 20:54  
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超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。以超聲波作為檢測(cè)手段,必須產(chǎn)生超聲波和接收超聲波。完成這種功能的裝置就是超聲波傳感器,習(xí)慣上稱為超聲換能器,或者超聲探頭。在與光源對(duì)角的另一側(cè)設(shè)有光線探ce器(如光電晶體管),它能夠探測(cè)到被顆粒物反射的光線,并根據(jù)反射光強(qiáng)度輸出PWM信號(hào)(脈寬調(diào)制信號(hào)),從而判斷顆粒物的濃度。 超聲波探頭主要由壓電晶片組成,既可以發(fā)射超聲波,也可以接收超聲波。超聲探頭的核心是其塑料外套或者金屬外套中的一塊壓電晶片。構(gòu)成晶片的材料可以有許多種。超聲波傳感器主要材料有壓電晶體(電致伸縮)及鎳鐵鋁合金(磁致伸縮)兩類。電致伸縮的材料有鋯鈦酸鉛(PZT)等。壓電晶體組成的超聲波傳感器是一種可逆?zhèn)鞲衅鳎梢詫㈦娔苻D(zhuǎn)變成機(jī)械振蕩而產(chǎn)生超聲波,同時(shí)它接收到超聲波時(shí),也能轉(zhuǎn)變成電能,所以它可以分成發(fā)送器或接shou器。有的超聲波傳感器既作發(fā)送,也能作接收。超聲波傳感器由發(fā)送傳感器(或稱波發(fā)送器)、接收傳感器(或稱波接shou器)、控制部分與電源部分組成。發(fā)送器傳感器由發(fā)送器與使用直徑為15mm左右的陶瓷振子換能器組成,換能器作用是將陶瓷振子的電振動(dòng)能量轉(zhuǎn)換成超能量并向空中輻射;而接收傳感器由陶瓷振子換能器與放大電路組成,換能器接收波產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng),將其變換成電能量,作為傳感器接手器的輸出,從而對(duì)發(fā)送的超聲波進(jìn)行檢測(cè)。控制部分主要對(duì)發(fā)送器發(fā)出的脈沖鏈頻率、占空比及稀疏調(diào)制和計(jì)數(shù)及探測(cè)距離等進(jìn)行控制。
智能家庭安防系統(tǒng)由三部分組成,其中,家庭無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、監(jiān)控終端依次對(duì)應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)的感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層。家庭無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)由設(shè)置于家庭內(nèi)部的各種安防傳感器、家庭智能網(wǎng)關(guān)組成。
安防傳感器一般包括監(jiān)控?cái)z像機(jī)、燃?xì)鈧鞲衅鳌⑷梭w感應(yīng)器、振動(dòng)傳感器、以及報(bào)警按鈕等,它們均作為無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)節(jié)點(diǎn),利用藍(lán)牙、wifi、zigbee等無(wú)線通訊技術(shù)接入。大量的傳感器構(gòu)建成的這個(gè)密布且無(wú)形的網(wǎng)絡(luò),保障了家庭的安全。
為獲取數(shù)據(jù),在2013年,就有國(guó)家提出“萬(wàn)億傳感器革命”的口號(hào),旨在推動(dòng)社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施和公共服務(wù)中每年使用1萬(wàn)億個(gè)傳感器,預(yù)計(jì)在2030年后將100萬(wàn)億傳感器嵌入到各種場(chǎng)所,可以預(yù)見(jiàn),在不久的將來(lái),我們身邊將到處布滿傳感器,再把大量傳感器采集的數(shù)據(jù)與開(kāi)放數(shù)據(jù)等組合,依托人工智能等技術(shù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析,就會(huì)產(chǎn)生價(jià)值更高的數(shù)據(jù)。接收傳感器接收到發(fā)射的超聲波信號(hào)后,促使壓電晶片變形而產(chǎn)生電信號(hào),通過(guò)放大器放大電信號(hào)。
多年以來(lái),傳感器市場(chǎng)規(guī)模也是呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),隨著物聯(lián)網(wǎng)的興起,傳感器產(chǎn)業(yè)迎來(lái)了巨大的發(fā)展契機(jī),以及隨著從事傳感器技術(shù)研發(fā)的機(jī)構(gòu)和投入不斷增多,傳感器技術(shù)也取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。
對(duì)于智能家居來(lái)說(shuō),傳感器扮演著相當(dāng)于人的眼睛、耳朵、鼻子等的功能,是所有分析數(shù)據(jù)的入口,沒(méi)有了傳感系統(tǒng)的智能家居系統(tǒng)無(wú)疑是“殘疾”的系統(tǒng),它沒(méi)有自我感知能力,無(wú)法實(shí)現(xiàn)真正意義上的智能。傳感器及其解決方案可以不斷電判斷用戶的身體與生活狀態(tài)、深度學(xué)習(xí)用戶的喜好,連續(xù)監(jiān)測(cè)用戶的生命特征的信號(hào)、監(jiān)控家居設(shè)備狀態(tài)以及室內(nèi)外的環(huán)境與天氣,這對(duì)智能家居實(shí)現(xiàn)真正的人性化創(chuàng)造了基礎(chǔ)。超聲波是指振動(dòng)頻率大于20000Hz以上的聲波,其每秒的振動(dòng)次數(shù)很高,超出了人耳聽(tīng)覺(jué)的上限,人們將這種聽(tīng)不見(jiàn)的聲波叫做超聲波。在未來(lái),傳感器的技術(shù)將更精準(zhǔn)、迅速。所謂精準(zhǔn)就是為系統(tǒng)提供對(duì)口、有效的數(shù)據(jù),也就是不會(huì)誤報(bào)、漏報(bào)等情形;準(zhǔn)確就是提供精度更高、誤差范圍更小的數(shù)據(jù),保證數(shù)據(jù)不會(huì)失真;迅速就是反應(yīng)靈敏度高、響應(yīng)快,以滿足智能家居應(yīng)用場(chǎng)景的需求。