智能传感器的应用场景

 当前，甚至今后几十年内，影响和改变着世界经济格局和人们生活方式的10大科技产品，传感器列为10大科技产品之首，说明传感器的春天已经来临!

物联网是将各种信息传感设备和互联网结合起来形成的一个巨大网络。物联网的发展需要智能感知、识别和通讯等技术支撑，而感知的关键就是传感器及相关技术。智能家居控制系统是“心脏”，而传感器是整个控制系统的“脉络”，掌握着整个系统的“中枢神经”，传感器技术的发展对于智能家居飞速发展的作用非同小可。

从产业链来看，传感器上游主要为各种零部件等以支撑感知层;中游是以光传输、通信设备、网络设备等构成的传输层;下游是应用层，其中以物联网领域中的各项应用为主，其中智能家居就是极其重要的板块之一。

智能家居传感器是家居中的“眼鼻耳”，因为智能家居首先离不开对居住环境“人性化”的数据采集，也就是说把家居环境中的各种物理量、化学量、生物量转化为可测量的电信号装置与元件。

智能家居领域需要使用传感器来测量、分析与控制系统设置，家中使用的智能设备涉及位置传感器、接近传感器、液位传感器、流量和速度控制、环境监测、安防感应等传感器等技术。

为精准解读国内目前家庭范畴内的智能传感器应用现状，《智能家居》杂志、数智网、智能头条发起联合编制《2019家庭智能传感器白皮书》，旨在全面梳理家庭内传感器的产业生态。

传感器的技术应用

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环境类传感器的技术应用

(1)气体传感器的技术平台

气体传感器的技术平台包括：电化学气体传感器、催化燃烧气体传感器、半导体气体传感器、红外气体传感器、光电离气体传感器，可以检测甲醛、CO2、CO等有毒气体，也可以检测天然气CH4等可燃气体，同时还能检测各种VOC等挥发性的有机物。

(2)甲醛传感器

电化学平台(传感器正反电极电流大小与甲醛浓度呈正比关系)和半导体平台(甲醛气体附着在金属氧化物表面，金属氧化物的电阻变低，且电阻值的变化量与甲醛浓度有关)。

(3)一氧化碳/煤气传感器

电化学平台(传感器正反电极电流大小与甲醛浓度呈正比关系)与半导体平台(同甲醛传感器，但是金属氧化物的材料和工作温度不同)。

(4)甲烷/天然气传感器

半导体平台(同甲醛和一氧化碳)、催化燃烧平台、红外平台(朗伯比尔定律)。

(5)二氧化碳传感器

红外技术平台(朗伯比尔定律)

使用寿命长：>5年

抗交叉干扰能力强：通过红外特征敏感元件排除干扰

对氧气没有要求：在缺氧的环境下也能正常工作

能够测量高浓度气体：能够测量100%浓度的可燃气体

不会中毒：不受铅化物、硫化物、硅类等影响

校准周期长：红外气体传感器的漂移量很小，稳定性好

相比较于其他气体传感器，价格稍高

(6)VOC传感器

VOC主要是指以苯类、烃类为主的挥发性有机物，VOC测量值是多种挥发性有机物的综合反应。

半导体技术平台(VOC气体附着在金属氧化物表面，金属氧化物的电阻变低，且电阻值的变化量与VOC浓度有关)。

(7)空气质量传感器

半导体技术平台(空气中的污染气体附着在金属氧化物表面，金属氧化物的电阻变低，且电阻值的变化量与污染气体浓度有关)。

空气质量传感器的金属氧化物材料和工作温度不同，这个传感器的金属氧化物选择性差，对很多污染气体(甲醛、苯、氨气、香烟烟雾、香水)都有反应，并以此综合反应来表征空气质量)。

(8)异味传感器

半导体技术平台(环境中异味气体如VOC、氨气等，附着在金属氧化物表面，金属氧化物的电阻变低，且电阻值的变化量与异味气体浓度有关)。

异味传感器的金属氧化物材料和工作温度不同，这个传感器的金属氧化物选择性差，对VOC和氨气等异味气体均有反应，并以此综合反应来表征异味。

(9)PM2.5传感器

红外散射平台(LED发射出光线遇颗粒物产生散射光，接收传感器检测到散射光的光强，输出信号，通过光强大小判断颗粒物的浓度)。

激光散射平台：激光器发射出光线遇颗粒物产生散射光，接收传感器检测到散射光的光强，输出信号，通过光强大小判断颗粒物的浓度。

(10)烟雾传感器

离子式技术平台(利用电离室离子流的变化基本正比于进入电离室的烟雾浓度来探测火灾的，考虑到放射源的回收和辐射等问题，国内已经不生产。)。

光电式技术平台(没有烟尘时，红外光源发出的红外光无法被光敏元件接收，当烟尘进入气室后，红外光源的红外光被烟尘粒子散射，散射光被光敏元件接收，散射光的强弱与烟的浓度呈正比;光电式是目前主流的技术平台，相比于离子式，价格会稍微偏高。)