綜上所述,智能傳感器的用途非常廣泛,可以監測到家中一切的狀況或安全隱患,在必要的時候提醒用戶或觸發緩解隱患的辦法。在智能家居快速發展的今天,越來越多的家居產品走向智能化,為用戶提供安全、便捷的生活體驗,這些智能傳感器有著很大的輔助作用。
如何設計一款受市場歡迎的智能傳感器設備?
1.首先應該是對產品的完整定義,在設計一款智能傳感器前,我們一定要明確這個產品的使用人群、功能、外觀、無線通訊方式、供電方式、電池壽命,以及成本等等。
2.外觀決定著一款產品的成功與否,外觀是留給用戶的第一印象,用戶無法一眼看出產品的內在質量,卻能看出外觀是否新穎、做工是否精細,從而完成對產品的整體定位。外觀設計最主要的任務就是把控好市場的需求、抓住用戶的心理、設計出大多數客戶都能夠接受的產品外觀。智能傳感器的外觀設計,要簡約、小巧,具有現代感,不需要設計的太花哨,要能夠融入到現代家庭的裝修里面。
3.智能傳感器性能的穩定性至關重要,特別是智能安防傳感器,智能傳感器的原理基本都是通過傳感器檢測不同的物理信號,然后轉換成電信號,當電信號比較微弱的時候需要通過信號放大,然后送到MCU進行運算處理,對于符合報警或者需要上報的數據,通過無線通訊技術上報給網關或者云平臺。
智能傳感器的穩定性不好,就會容易受到環境的干擾,出現誤報或者漏報,例如人體紅外傳感器,在沒有人的時候上報有人的數據,反過來當有人經過探測區域的時候,又不上報有人的數據,這樣就會嚴重影響到用戶的體驗。
造成智能傳感器穩定性不好有哪些因素?
1.關鍵元器件的選型。關鍵件是影響智能傳感器性能的主要因素之一。人體傳感器的關鍵器件就是熱釋電紅外傳感器,在選型的過程中,我們要關注它關鍵的一些指標。例如,探測角度,探測距離,抗射頻干擾性能、信噪比等關鍵指標,然后就是菲涅爾透鏡的選擇,在菲尼爾透鏡選擇的時候,我們應該關注它的焦距、探測角度、探測范圍等參數,如果菲涅爾透鏡選擇的不合適,會使人體傳感器的靈敏度大幅下降。
2.硬件電路的設計及PCB LAYOUT,很多時候,因為關鍵器件的選型不合適,導致探測靈敏度下降,這個時候就會調高硬件放大電路的放大倍數,放大倍數調的太高時,干擾信號也被放大,就會導致傳感器誤報。當PCB LAYOUT不合理時,例如模擬電路和數字電路的布局不合理,信號放大電路的布局不合理,都會導致外界的射頻信號進入到放大器,導致產品誤報。
3.信號的處理。市面上有一些比較便宜的人體傳感器,他的信號處理就過于簡單,傳感器信號經過放大后,通過一個比較器進行簡單的比較,超過一個固定的閥值就報警。這樣的處理方式就非常容易產生誤報。我們的人體紅外傳感器采用的方式是,傳感器的信號經過放大后,送到MCU進行AD采樣,將采樣到的信號進行比對,軟件處理上采用動態閥值調節,自動溫度補償,能量分析等算法,能夠準確的識別人體的移動,有較強的抗射頻干擾、光線干擾,做到較高的探測靈敏度,不誤報,不漏報。
4.通訊協議的選擇。現在越來越多的智能家居采用無線通訊的方式,目前無線通訊技術有RF315、433、NB-IoT、LORA、Wi-Fi、BLE、 Zigbee等。面對眾多的無線通訊技術,各有各的優缺點,我們該如何選擇呢?這里面有成本的考慮,有功耗的考慮,有安全性的考慮,有穿墻效果的考慮,還有和其他硬件的互通等各種考慮。
RF315、433:具有低成本、低功耗、傳輸距離遠、穿墻能力強、頻點單一容易受同頻干擾,網絡通訊安全性低,不能夠自組網等特點,應用在電子玩具、工業控制、無線數據采集等領域。
NB-IoT、LORA:具有低功耗,長距離等特點,被應用于公共設施的管理,例如:煙感、水表、氣表、井蓋、路燈和停車等領域應用,實現物聯網通訊。
Wi-Fi具有操作簡單,數據傳輸快,功耗高、一個路由能接入的設備少,被廣泛應用于智能單品和智能家電設備中。
BLE即低功耗藍牙,具有低功耗,低成本,短距離,方便與手機連接等特點,基于低功耗特性,BLE被廣泛應用在可穿戴設備、健康監護設備等產品中。從藍牙4.1協議開始,藍牙 mesh產品具備了自組網特征,但藍牙mesh還處在技術積累期。