淺析智能樓宇系統(tǒng)中的傳感器類型及應用

李蕾 楊麗英 劉珍娜

摘 要：傳感器技術作為一種智能感知技術在當今社會有著廣泛的應用。從傳感器的概念和基本應用出發(fā)，結合它在智能樓宇系統(tǒng)中的應用對其常見類型進行討論。

關鍵詞：傳感器;智能樓宇;自動化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.16.138

傳感器技術廣泛的應用在社會生活中的各個領域，比如智能樓宇、機器人、工業(yè)生產(chǎn)和汽車自動化控制領域。將傳感器技術有效的應用于自動化系統(tǒng)中，能夠及時將不同節(jié)點的數(shù)據(jù)進行采集，并且在相關的過程中有效的抗干擾，這將自動化技術應用做出全面的提升。

1 傳感器的概念

傳感器是一種檢測設備，它能將收集到所測量的數(shù)據(jù)信息，并將其按照規(guī)律轉(zhuǎn)化為電信號或者是其他所需形式進行數(shù)據(jù)傳輸， 用于控制電路的通斷，利于高效地進行信息的處理、傳輸、存儲、顯示等，傳感器技術在自動化生產(chǎn)領域中得到高度重視，因此傳感器技術水平的高低對自動化水平的影響較為顯著。

2 傳感器的類型

傳感器的類型很多，不同類型的傳感器適用于不同的環(huán)境。因此在適合的環(huán)境中選擇合適的傳感器，可以使我們的生活更加的智能化和人性化。下面以智能樓宇系統(tǒng)中的主要傳感器類型進行分析。

2.1 消防安全系統(tǒng)

智能樓宇設計當中最為重要的設計因素則是安全，因此更能體現(xiàn)出火災控制系統(tǒng)實時監(jiān)測可能發(fā)生安全隱患的各區(qū)域的重要性。常見的火災監(jiān)控系統(tǒng)傳感器包括煙霧傳感器和消防水管水壓傳感器。煙霧傳感器的功能可概述為：自動檢測對應區(qū)域的煙霧濃度，一旦煙霧濃度超過一定值時，煙霧傳感器會將數(shù)據(jù)反饋到終端，由控制系統(tǒng)觸發(fā)報警系統(tǒng);且可以根據(jù)要求打開自動噴水裝置和切斷區(qū)域內(nèi)的電源和氣源。消防水管水壓傳感器，實時監(jiān)控消防水管中的水壓，確保在火情發(fā)生時適量能夠得到保證。因此當傳感器檢測到數(shù)據(jù)時并反饋到終端，以保證控制系統(tǒng)進行有效的調(diào)控水量和水壓。

2.2 門禁系統(tǒng)

門禁，不僅僅是狹義上出入權限;廣義上涵蓋各種可以通行的通道，已經(jīng)發(fā)展成為一套完整的出入系統(tǒng)，因此需要運用到各種的傳感器，通常愛用的是刷卡和密碼的輸入方式，同樣包括指紋、面部和虹膜等常見的生物識別方式。

大家常見的刷卡式門禁系統(tǒng)并不能滿足高校用于甄別夜不歸宿和晚歸的學生，針對學生因勤工儉學晚歸和突然生病外出就醫(yī)等特殊情況，每次都叫醒宿管人員無疑加大了宿管人員的工作量。因此可以在門禁系統(tǒng)中加入上位機和下位機模塊，運用校園卡RFID模塊將數(shù)通過控制器傳遞給上位機，將學生的信息進行比對分析，若符合則開門并記錄晚歸信息。

在生物識別方式中常見的則是指紋識別方式，市面上常見的兩種識別方式為電光指紋識別器和電容指紋識別器。電光指紋識和常見的掃描器的工作原理相近，同樣是將樣本的紋理照亮，再利用攝像頭進行捕捉，之后對掃描到的圖片數(shù)據(jù)和已有的數(shù)據(jù)細節(jié)進行分析對比，若細節(jié)吻合度較高，則用戶的身份則會被確認授權。而電容指紋識別器的精確度則相對高一些，原因是電容指紋識別利用的是包含兩個由絕緣層隔開的導體板組成的一組小的電容陣列，每一個寬度都小于指紋的寬度。當電容掃描器掃描到指紋的時候，凸起的指紋作為導電介質(zhì)將部分導體連接起來，從而形成閉合回路產(chǎn)生電流，而接觸不到指紋的其余元件則會保持分離的狀態(tài)。同電光指紋識別器一樣電容指紋識別器也會將采集到的數(shù)據(jù)進行分析對比，不同的是電光指紋識別器掃描的是一張明暗分布的圖片，而電容指紋識別器則會得到一張指紋圖，因此電容式指紋識別器的精確度更高安全性更好。

2.3 照明節(jié)能控制系統(tǒng)

樓梯間、前室等使用頻率較低區(qū)域的照明常采用聲控傳感器、光控傳感器和紅外傳感器等主要元器件構成的開關進行控制。

聲控照明系統(tǒng)的原理是利用了兩種傳感設備：聲控傳感器和光控傳感器，即由聲音和光來共同控制燈具的亮滅，具體體現(xiàn)在當光照不足時，一定程度的聲音強度（可調(diào)）可以激活控制電路，實現(xiàn)燈具的點亮。

光控傳感器的敏感元件為光敏電阻，通常在有光照射時，光敏電阻的電阻值會減小，從而影響對應電路中的電壓分配，經(jīng)過電壓比較器后輸出一個低電平;反之，光線太暗，則輸出一個高電平，這樣就可以將光信號轉(zhuǎn)化為控制電路的電信號，實現(xiàn)燈具的控制。

紅外感應開關是利用了熱釋電紅外傳感器和光控傳感器，光控的原理同聲光控感應開關。熱釋電紅外傳感器是一種能檢測人體發(fā)射紅外線的高靈敏度紅外探測元件，采用非接觸的形式檢測人體紅外輻射的能量變化，并將其轉(zhuǎn)化為電信號輸出，從而驅(qū)動照明電路，實現(xiàn)照明節(jié)能控制。

2.4 空調(diào)控制系統(tǒng)

空調(diào)控制系統(tǒng)中最為常見的有一氧化碳傳感器和二氧化碳傳感器。尤其是一氧化碳檢測是十分重要的。在調(diào)查過程中，筆者發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)的家庭會安裝燃氣熱水器，在燃氣的過程中又增加了一項安全隱患，因此一旦發(fā)生燃氣泄漏事件，那么空氣中的一氧化碳的含量將會大大增加，給人類的生命帶來巨大的傷害。當傳感器檢測到一氧化碳含量超標，在打開報警系統(tǒng)的同時也將信息傳遞給空調(diào)控制系統(tǒng)，進行換氣，由此消除安全隱患。通過溫度傳感器檢測室內(nèi)實時溫度，經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)部運算，經(jīng)控制中心分析后激活制冷機或熱力站;再與調(diào)溫模塊共同作用下，完成室內(nèi)溫度恒定的要求。還有一種是檢測空間內(nèi)是否有人的帶球體聚光鏡的紅外線“人體感應器”，將室內(nèi)的空間劃分為三個區(qū)域，通過對“人所在的場所”和“其活動量”進行分析監(jiān)測，僅向有人的場所輸送氣流。這種傳感器的使用對于更加環(huán)保，同時也更加的省電。

科技改變世界，同樣也改變著我們的生活，以傳感器為主要元件的各種高科技產(chǎn)品已應用到我們的工作、生活中，為我們帶來安全、便利的同時，提高了我們的用戶體驗，感受到了科技帶給我們的生活享受。隨著傳感器技術的不斷發(fā)展，必將讓我們的明天更加美好。

參考文獻：

[1]朱愛林.智能建筑中的樓宇自動化設計及其應用[J].建筑科學，2012（02）：45-58.

[2]王志萍，劉志富，王煒.傳感器技術在自動化控制系統(tǒng)中的應用[J].科技信息，2009（17）：63.

課題來源：山東勞動職業(yè)技術學院科技類項目：基于多傳感器融合的位姿檢測系統(tǒng)（2018KJ01）

作者簡介：李蕾（1989-），女，山東定陶人，本科，初級，研究方向：自動化。