原標題：智能家居常用的傳感器都有哪些

智能家居通過集成多種傳感器實現環境感知、設備聯動與自動化控制，核心目標是提升居住舒適性、安全性和能效。以下從環境感知、安全防護、人體行為識別、設備狀態監測四大維度，系統梳理智能家居中主流傳感器的類型、原理及應用場景。

一、環境感知類傳感器

1. 溫濕度傳感器

• 原理：

• 溫度：通過熱敏電阻（NTC/PTC）、熱電偶或數字芯片（如SHT30、DHT22）檢測環境溫度變化。

• 濕度：利用電容式或電阻式濕度敏感元件，根據介電常數隨濕度變化的特性輸出信號。

• 典型應用：

• 空調/地暖聯動控制（如溫度>28℃自動開啟制冷）。

• 加濕器/除濕機自動調節（維持濕度在40%-60%RH）。

• 關鍵參數：

• 測量范圍：-40℃~+125℃（溫度）、0%~100%RH（濕度）。

• 精度：±0.5℃（溫度）、±3%RH（濕度）。

2. 光照傳感器

• 原理：
  基于光敏電阻（CdS）、光電二極管或數字芯片（如BH1750）感知光照強度，輸出模擬電壓或數字信號（單位：Lux）。

• 典型應用：

• 智能窗簾自動開合（如光照強度<100Lux時關閉）。

• 智能照明亮度調節（如環境光>1000Lux時關閉室內燈）。

• 關鍵參數：

• 測量范圍：0~100,000Lux（室內/室外兼容）。

• 響應時間：<100ms（快速適應光照變化）。

3. 空氣質量傳感器

• 類型與原理：

  
  

  污染物	檢測原理	典型芯片
  PM2.5	激光散射法（粒子計數）	PMS5003、SDS011
  CO?	非色散紅外（NDIR）吸收光譜	MH-Z19B、SCD30
  VOC	金屬氧化物半導體（MOS）電導變化	CCS811、SGP30

  
  

• 典型應用：

• 新風系統聯動（如CO?>1000ppm時啟動換氣）。

• 空氣凈化器自動調節檔位（如PM2.5>75μg/m3時開啟強風模式）。

二、安全防護類傳感器

1. 煙霧傳感器

• 原理：

• 光電式：通過紅外光散射檢測煙霧顆粒（如MQ-2、HIH-4030）。

• 離子式：利用放射性元素（如镅-241）電離空氣，煙霧干擾電離電流觸發報警。

• 典型應用：

• 火災早期預警（與聲光報警器、消防系統聯動）。

• 廚房安全監測（聯動抽油煙機自動開啟）。

• 關鍵參數：

• 靈敏度：0.65~15.5%FT（煙霧濃度響應閾值）。

• 響應時間：<30秒（符合UL 217標準）。

2. 燃氣泄漏傳感器

• 原理：
  基于半導體氣敏材料（如SnO?）或催化燃燒式傳感器，檢測可燃氣體（如甲烷、丙烷）濃度變化。

• 典型應用：

• 燃氣閥門自動關閉（濃度>5%LEL時觸發）。

• 推送報警信息至用戶手機（如通過Wi-Fi/ZigBee模塊）。

• 關鍵參數：

• 檢測范圍：0~10,000ppm（甲烷）。

• 壽命：>5年（半導體式）、>10年（催化燃燒式）。

3. 水浸傳感器

• 原理：

• 電極式：通過水導電特性觸發報警（如兩個探針接觸水后導通電路）。

• 光電式：利用紅外光在水中的折射變化檢測水位。

• 典型應用：

• 地下室/機房防漏水監測（水位>2mm時關閉進水閥）。

• 洗衣機/洗碗機溢水保護（聯動設備停機）。

三、人體行為識別類傳感器

1. 人體紅外傳感器（PIR）

• 原理：
  基于熱釋電效應，檢測人體（37℃）與背景（20℃~25℃）的溫差輻射，輸出數字信號。

• 典型應用：

• 智能照明自動開啟（如走廊有人經過時亮燈）。

• 安防攝像頭聯動（觸發人體移動時開始錄像）。

• 關鍵參數：

• 探測角度：110°（水平）、60°（垂直）。

• 探測距離：5~12米（菲涅爾透鏡優化）。

2. 毫米波雷達傳感器

• 原理：
  發射60GHz頻段毫米波，通過多普勒效應和飛行時間（ToF）檢測人體微動（如呼吸、手勢）。

• 典型應用：

• 睡眠質量監測（呼吸頻率、體動次數）。

• 跌倒檢測（老人看護場景，準確率>95%）。

• 優勢：

• 穿透性強（可穿透衣物、薄墻）。

• 隱私保護（不依賴光學成像）。

3. 超聲波傳感器

• 原理：
  發射40kHz超聲波，通過反射波時間差計算目標距離（精度±1cm）。

• 典型應用：

• 智能馬桶自動翻蓋（檢測用戶靠近）。

• 垃圾桶自動開合（距離<30cm時觸發）。

四、設備狀態監測類傳感器

1. 門磁/窗磁傳感器

• 原理：
  基于干簧管或霍爾效應，檢測磁體與傳感器分離/接觸狀態（常開/常閉觸點輸出）。

• 典型應用：

• 門窗異常開啟報警（如離家模式下觸發警報）。

• 空調/新風系統聯動（窗戶開啟時自動關閉）。

2. 水浸/漏水傳感器

• 原理：

• 接觸式：電極浸水后導通電路（如兩個探針短路）。

• 非接觸式：通過電容變化檢測水位（如土壤濕度傳感器改進版）。

• 典型應用：

• 浴室/廚房漏水監測（水位>1mm時報警）。

• 魚缸水位自動補給（水位低于閾值時啟動水泵）。

3. 電流/電壓傳感器

• 原理：

• 電流：通過霍爾效應（如ACS712）或互感器測量電流值。

• 電壓：電阻分壓或隔離變壓器采集電壓信號。

• 典型應用：

• 用電量統計（如統計空調、冰箱的耗電量）。

• 電器異常檢測（如電流突變時切斷電源）。

五、傳感器選型與部署建議

1. 選型核心指標

2. 典型部署方案

• 廚房場景：

• 燃氣泄漏傳感器（靠近燃氣灶）+ 煙霧傳感器（天花板）+ 水浸傳感器（水槽下方）。

• 臥室場景：

• 溫濕度傳感器（床頭）+ 毫米波雷達（睡眠監測）+ 智能插座（空調/加濕器控制）。

• 全屋方案：

• 網關（ZigBee/Wi-Fi）+ 多傳感器節點（溫濕度、光照、人體紅外）+ 云平臺數據分析。

六、未來趨勢

1. 多傳感器融合：

• 通過AI算法融合溫濕度、CO?、人體紅外數據，實現更精準的環境控制（如“有人且悶熱”時開窗通風）。

2. 無源傳感器：

• 利用環境光、射頻能量收集（RF Energy Harvesting）供電，徹底擺脫電池依賴。

3. 邊緣計算：

• 傳感器內置輕量級AI模型（如TinyML），實現本地化決策（如本地識別跌倒事件，減少云端延遲）。

總結

智能家居傳感器的選擇需綜合考慮功能需求、安裝環境、成本預算及通信協議兼容性。例如：

• 低成本入門方案：優先選擇ZigBee門磁+PIR傳感器+Wi-Fi網關。

• 高端全屋智能：部署毫米波雷達、多氣體傳感器及邊緣計算網關。

通過合理配置傳感器網絡，可顯著提升家居的自動化水平與用戶體驗。