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智能家居杂谈——人体传感器的前世今生

2020-11-25 12:33    

在目前智能家居中,用的最多的组件应该就是人体传感器了,但是人体传感器也是目前布置难度最大的组件,稍不注意就容易非常误触影响使用体验。这篇文章带大家了解一下人体传感器的特点以及布置方法。

人体传感器只有一个功能,感应人体或者宠物的移动。

值得注意的是,它感应的是人体以及宠物的移动,而不是人或者宠物,这是根据人体传感器的本身原理而决定的。

检测原理

目前智能家居市场上,绝大部分人体传感器都采用的是热释电效应的红外传感器。个别产品是采用的是其他的感应技术,但是成本比较高,所以用的厂商非常少。

热释电效应是什么?

由于温度的变化,热释电晶体和压电陶瓷等会出现结构上的电荷中心相对位移,使它们的自发极化强度发生变化,从而在它们的两端产生异号的束缚电荷,这种现象称为热释电效应。

简单来说,就是由于人体或者动物身上会向外辐射与本身温度相关的红外线,所有物体都会向外辐射与本身温度相关的红外线,当辐射出来的红外线照射到热释电材料上以后,热释电材料会产生相关电位变化的信号,根据此信号就能判断是否有人体或者宠物移动。

但是,由于人体发出的红外线是十分微弱的,所以人体传感器大部分都会增加一个汇聚人体红外线的菲涅尔透镜,实现更高精准的人体移动检测。

优势和缺点

由于目前人体传感器用于人体移动检测的热释电材料价钱便宜,因为其本身功耗极低,本身不发出任何波束,功耗极低。

从原理来看,目前的大多数使用的热释电人体传感器只能识别到人体的移动,也是人体发出红外线的变化,如果人处于静止不动的状态,热释电传感器是无法分辨是否有人存在。

同时,对于人体传感器来说,误触也是一个不容忽视的问题。

由于热释电材料识别是由人体体温自发出来的红外线,而跟人体体温相近的宠物,小猫,小狗甚至于北方的暖气片都有可能会导致人体传感器误触。

此外,人体传感器的安装问题是一个重灾区。

由于各种环境摆放不规范的原因,还会出现各种信号不佳的问题,由于人体发出的红外线会被玻璃、窗帘等材质衰减,所以在人体传感器的透镜那一面被玻璃等材质进行遮挡,而且人体传感器的识别范围基本不算小,所以不能直接安装在接线暗盒。

于是乎厂商就把人体传感器做到了尽可能的小,不起眼,在美观和功能中找到一个相对平衡点。

安装使用注意事项

知道了人体传感器的优缺点,大家就能应该能应该正确地安装使用人体传感器了。

下面以使用最广泛的小米人体传感器为例,教大家如何正确的安装人体传感器。

就目前的传感器市场来看,小米的人体传感器(Aqara人体传感器同款)是目前市面上做的外观最小,性价比较高一款人体传感器,Aqara人体传感器标配了一个可以多角度调节的支架,个人强烈建议用这种支架,可以根据自家的实际需求调整人体传感器的位置以及检测区域范围。

从小米官方给出的资料来看,小米人体传感器的透镜范围不是全部范围都可以检测人体移动,能够检测人体移动的范围大小垂直角度为60度左右,水平角度为170度左右,检测距离为2到7米左右。

在本身条件的限制下,小米人体传感器就要注意着几点:

1. 安装高度建议在1.2米——2.1米为佳,因为低于1.2米会导致探测范围变小,而高于2.1米之后,传感器的底部会出现无法检测的“盲区”。

2.如果家中有猫狗等(跟人体类似的恒温宠物),为了防止宠物在地面活动的误触,建议把人体传感器倒置安装,并且降低安装高度,虽然这样传感器的触发范围将会缩小,但是可以有效避免宠物的误触。

3.避免探测范围内有玻璃等材质减弱人体红外线的传播,如果想要检测大门进出的,最好将人体传感器安装在门的侧边上,同时传感器的探测面垂直于大门,探测离门口比较近的人体,以提高检测的精准度。

4.在人体传感器检测范围内,最好不要有暖气片、电暖、白炽灯等一切有可能温度接近人体体温的东西,以避免人体传感器误触。

5.多个人体传感器配合使用,如果单只人体传感器无法检测到整个方面,可以设置多个传感器联动使用,提高检测范围。小空间内也可以布置多个人体传感器配合使用,提高检测精度。

最后,对于目前的人体传感器而言,是很难一次就精准安装的,所以在日常使用中,可以根据自己需求进行人体传感器的角度,方位的调整,以提高小米人体传感器的使用效果。

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