綜上所述,智能傳感器的用途非常廣泛,可以監(jiān)測到家中一切的狀況或安全隱患,在必要的時(shí)候提醒用戶或觸發(fā)緩解隱患的辦法。在智能家居快速發(fā)展的今天,越來越多的家居產(chǎn)品走向智能化,為用戶提供安全、便捷的生活體驗(yàn),這些智能傳感器有著很大的輔助作用。
如何設(shè)計(jì)一款受市場歡迎的智能傳感器設(shè)備?
1.首先應(yīng)該是對產(chǎn)品的完整定義,在設(shè)計(jì)一款智能傳感器前,我們一定要明確這個(gè)產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量,卻能看出外觀是否新穎、做工是否精細(xì),從而完成對產(chǎn)品的整體定位。外觀設(shè)計(jì)最主要的任務(wù)就是把控好市場的需求、抓住用戶的心理、設(shè)計(jì)出大多數(shù)客戶都能夠接受的產(chǎn)品外觀。智能傳感器的外觀設(shè)計(jì),要簡約、小巧,具有現(xiàn)代感,不需要設(shè)計(jì)的太花哨,要能夠融入到現(xiàn)代家庭的裝修里面。
3.智能傳感器性能的穩(wěn)定性至關(guān)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(zhuǎn)換成電信號,當(dāng)電信號比較微弱的時(shí)候需要通過信號放大,然后送到MCU進(jìn)行運(yùn)算處理,對于符合報(bào)警或者需要上報(bào)的數(shù)據(jù),通過無線通訊技術(shù)上報(bào)給網(wǎng)關(guān)或者云平臺。
智能傳感器的穩(wěn)定性不好,就會(huì)容易受到環(huán)境的干擾,出現(xiàn)誤報(bào)或者漏報(bào),例如人體紅外傳感器,在沒有人的時(shí)候上報(bào)有人的數(shù)據(jù),反過來當(dāng)有人經(jīng)過探測區(qū)域的時(shí)候,又不上報(bào)有人的數(shù)據(jù),這樣就會(huì)嚴(yán)重影響到用戶的體驗(yàn)。
造成智能傳感器穩(wěn)定性不好有哪些因素?
1.關(guān)鍵元器件的選型。關(guān)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(guān)鍵器件就是熱釋電紅外傳感器,在選型的過程中,我們要關(guān)注它關(guān)鍵的一些指標(biāo)。例如,探測角度,探測距離,抗射頻干擾性能、信噪比等關(guān)鍵指標(biāo),然后就是菲涅爾透鏡的選擇,在菲尼爾透鏡選擇的時(shí)候,我們應(yīng)該關(guān)注它的焦距、探測角度、探測范圍等參數(shù),如果菲涅爾透鏡選擇的不合適,會(huì)使人體傳感器的靈敏度大幅下降。
2.硬件電路的設(shè)計(jì)及PCB LAYOUT,很多時(shí)候,因?yàn)殛P(guān)鍵器件的選型不合適,導(dǎo)致探測靈敏度下降,這個(gè)時(shí)候就會(huì)調(diào)高硬件放大電路的放大倍數(shù),放大倍數(shù)調(diào)的太高時(shí),干擾信號也被放大,就會(huì)導(dǎo)致傳感器誤報(bào)。當(dāng)PCB LAYOUT不合理時(shí),例如模擬電路和數(shù)字電路的布局不合理,信號放大電路的布局不合理,都會(huì)導(dǎo)致外界的射頻信號進(jìn)入到放大器,導(dǎo)致產(chǎn)品誤報(bào)。
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(jīng)過放大后,通過一個(gè)比較器進(jìn)行簡單的比較,超過一個(gè)固定的閥值就報(bào)警。這樣的處理方式就非常容易產(chǎn)生誤報(bào)。我們的人體紅外傳感器采用的方式是,傳感器的信號經(jīng)過放大后,送到MCU進(jìn)行AD采樣,將采樣到的信號進(jìn)行比對,軟件處理上采用動(dòng)態(tài)閥值調(diào)節(jié),自動(dòng)溫度補(bǔ)償,能量分析等算法,能夠準(zhǔn)確的識別人體的移動(dòng),有較強(qiáng)的抗射頻干擾、光線干擾,做到較高的探測靈敏度,不誤報(bào),不漏報(bào)。
4.通訊協(xié)議的選擇?,F(xiàn)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(shù)有RF315、433、NB-IoT、LORA、Wi-Fi、BLE、 Zigbee等。面對眾多的無線通訊技術(shù),各有各的優(yōu)缺點(diǎn),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(yuǎn)、穿墻能力強(qiáng)、頻點(diǎn)單一容易受同頻干擾,網(wǎng)絡(luò)通訊安全性低,不能夠自組網(wǎng)等特點(diǎn),應(yīng)用在電子玩具、工業(yè)控制、無線數(shù)據(jù)采集等領(lǐng)域。
NB-IoT、LORA:具有低功耗,長距離等特點(diǎn),被應(yīng)用于公共設(shè)施的管理,例如:煙感、水表、氣表、井蓋、路燈和停車等領(lǐng)域應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)通訊。
Wi-Fi具有操作簡單,數(shù)據(jù)傳輸快,功耗高、一個(gè)路由能接入的設(shè)備少,被廣泛應(yīng)用于智能單品和智能家電設(shè)備中。
BLE即低功耗藍(lán)牙,具有低功耗,低成本,短距離,方便與手機(jī)連接等特點(diǎn),基于低功耗特性,BLE被廣泛應(yīng)用在可穿戴設(shè)備、健康監(jiān)護(hù)設(shè)備等產(chǎn)品中。從藍(lán)牙4.1協(xié)議開始,藍(lán)牙 mesh產(chǎn)品具備了自組網(wǎng)特征,但藍(lán)牙m(xù)esh還處在技術(shù)積累期。