2019 Akıllı Ev Algılama Ekolojik Gelişim Teknik Raporu: Ev Sensörlerinin Sınıflandırılması, Uygulanması ve Sorunları
Akıllı ev alanı, sistem ayarlarını ölçmek, analiz etmek ve kontrol etmek için sensörlerin kullanılmasını gerektirir.Evde kullanılan akıllı cihazlar, konum sensörleri, yakınlık sensörleri, sıvı seviyesi sensörleri, akış ve hız kontrolü, çevresel izleme ve güvenlik sensörleri gibi teknolojileri içerir.
Ev tipi ailedeki akıllı sensör uygulamalarının mevcut durumunu doğru bir şekilde yorumlamak için "Smart Home" dergisi, Digital Intelligence ve Smart Headline, ev sensörlerinin endüstriyel ekolojisini kapsamlı bir şekilde ortaya çıkarmayı amaçlayan "2019 Ev Akıllı Sensör Teknik Raporu" nun ortak hazırlığını başlattı.
1. Akıllı ev sensörlerini tanımlayın
Bir sensörün tanımı: Öngörülen ölçümü algılayabilen ve onu belirli bir yasaya (matematik fonksiyon yasası) göre kullanılabilir bir sinyale dönüştürebilen, genellikle hassas bileşenlerden ve dönüştürme bileşenlerinden oluşan bir cihaz veya cihaz.
Akıllı ev sensörü tanımı: Kullanıcının kişisel duyularına göre akıllı ev sistemine veri olarak yansıtılır.Akıllı ev çok kullanıcı dostu bir uygulama elde etmek istiyorsa sensörün toplama kabiliyeti insanların algılayabileceği her şeyi aşmalıdır.
2. Ev uygulamaları için tüm sensörlerin sınıflandırılması
Sensörler insanın beş duyusu gibidir: gözler, kulaklar, burun, dil ve cilt Beş duyu oynarlar: görme, duyu, koku, tat, dokunma, uzuvlar vb. Ve temel insan ihtiyaçlarını karşılamak için bilgi uygulama işlevlerini yerine getirir.
Ana akım sensörlerinin altı ana kategorisi sınıflandırılmıştır: gaz sensörleri, ışığa duyarlı sensörler, ses sensörleri, manyetik sensörler, kuvvet sensörleri ve ısı sensörleri. Özellikle gaz sensörlerinde, partikül sensörlerinde, insan sensörlerinde, güvenlik sensörlerinde, çevresel sensörlerde ve diğer sensörlerde kullanılırlar.
3. Akıllı ev sensörlerinin temel uygulamaları
Ev kategorisindeki sensörler için en büyük talep, sırasıyla gaz sensörleri, partikül madde sensörleri, insan vücudu sensörleri, yangın sensörleri, çevre sensörleri ve diğer sensörleri içerir.
Sıcaklık sensörü, akıllı evde sabit oda sıcaklığını sağlayabilir ve akıllı evin vazgeçilmez bir parçasıdır.Kullanım sırasında sıcaklık sensörü mevsim değişikliklerine veya kullanıcıların ihtiyaçlarına göre sıcaklığı ayarlayabilir.
Sıcaklık ölçümünde sıcaklık sensörleri ile sıcaklık bilgisi toplanabilmekte, dijital sinyaller elektrik sinyallerine dönüştürülebilmekte ve sıcaklık bilgisi bilgisayar sisteminin kontrolü ile bilgisayar sistemine iletilebilmekte ve daha sonra merkezi kontrol sistemi üzerinden klimaya iletilerek akıllı ev gerçekleştirilebilmektedir. Sıcaklık kontrolü.
4. İki tür ev sensörüne odaklanın
(1) Çevresel izleme sensörünün tanımı
Çevresel izleme sensörleri, evdeki çeşitli gazları, sıcaklığı, nemi ve aydınlatmayı izler.
(2) Güvenlik sensörünün tanımı
Güvenlik sensörleri, kullanıcıların hayatlarının güvenliğini garanti eden sensörlerdir.
(3) Çevresel izleme sensörlerinin sınıflandırılması
Sıcaklık ve nem sensörleri, gaz sensörleri, partikül madde sensörleri, su sensörleri, aydınlatma sensörleri, ses sensörleri, duman alarmları vb.
· Sıcaklık ve nem sensörü
Sıcaklık ve nem, hem fiziksel miktarlarla hem de gerçek insanların yaşamlarıyla yakından ilişkili olduğundan, sıcaklık ve bağıl nemi ölçmek için buna göre sıcaklık ve nemi birleştiren bir sensör üretilecektir.
· Yanıcı gaz sensörü
Yanıcı gaz sensörü, tekli veya çoklu yanıcı gazların konsantrasyonuna tepki veren bir dedektördür, örneğin boru hattı doğal gazını (metan) tespit etmek için kullanılır.
· Su sensörü
Daldırma detektörü, kalitatif izleme için su varlığını tespit etmek için elektrotlar kullanır.
·Duman dedektörü
Yangın dumanı alarmları, duman sensörleri, duman sensörleri vb. Olarak da bilinen yangın önleme, duman konsantrasyonunun izlenmesiyle sağlanır.
Akıllı Ortam İzleme Paneli
Dahili formaldehit / VOC / metan / karbon monoksit / hava kalitesi / koku sensörü / beşi bir arada gaz sensörü, PM2.5 sensörü, aydınlatma sensörü PM2.5, gürültü sensörü, sıcaklık ve nem sensörü ve RS485, Zigbee, Wi-Fi, Bluetooth desteği Çeşitli iletişim yöntemleri.
Akıllı dedektör
Beşi bir arada gaz monitörü, karbondioksit, metan, karbon monoksit, formaldehit ve VOC gibi beş tür gazı algılamak için kızılötesi kompozit gaz sensörlerini entegre eder ve RS485, Zigbee, Wi-Fi ve Bluetooth gibi çoklu iletişim yöntemlerini destekler.
· PM2.5 dedektörü
PM2.5 dedektörü, PM2.5 / PM10 / PM1'i ve ortamdaki sıcaklık ve nemi algılamak için bir partikül madde sensörü ile bir sıcaklık ve nem sensörünü entegre eder.Ayrıca RS485, Zigbee, Wi-Fi, Bluetooth ve diğer iletişim yöntemlerini destekler.
(4) Güvenlik sensörlerinin sınıflandırılması
Kapı ve pencere manyetik anahtar sensörleri, duman sensörleri, insan hareketi sensörleri, insan varlığı sensörleri vb.
· Kapı ve pencere manyetik şalter sensörü
Kapı ve pencere manyetizması, kapıların, pencerelerin, çekmecelerin vb. Yasadışı bir şekilde açılıp açılmadığını veya hareket ettirilip edilmediğini tespit etmek için kullanılan bir güvenlik alarm cihazıdır.
· İnsan hareketi sensörü
Koridorlarda, koridorlarda ve insan faaliyetlerinin olduğu diğer yerlerde kullanılır.Birisi yürürken, açılacak gücü otomatik olarak kontrol eder ve ışık kontrolüne benzer şekilde ışıkları açma, kapıları açma ve alarmlar gibi işlevleri gerçekleştirmek için diğer cihazlara bağlanır.
· İnsan varlığı sensörü
Sadece dinamik bir insan vücudunu algılamakla kalmaz, aynı zamanda statik bir insan vücudunu da algılayabilir, bu da sadece dinamik bir insan vücudunu algılayabilen ve bir insanın varlığını doğru bir şekilde algılayan hareketli bir sensörün eksikliğini giderir.
(5) Akıllı ev aletleri sensörünün uygulanması
Akıllı klima: Dahili insan varlığı sensörü, insanların varlığına göre klimanın açılıp kapanmasını kontrol etmek, klimanın rüzgar yönünü ve rüzgar kuvvetini insanların dağılımına göre kontrol etmek için kullanılabilir.
Akıllı davlumbaz: Dahili PM2.5 sensörü, VOC sensörü, metan sensörü, karbon monoksit sensörü, sıcaklık sensörü, kontrol aralığı davlumbazı ve duman sobası bağlantısı için kullanılan gaz sobası.
Akıllı buzdolabı: Dahili koku sensörü, nesnenin tazeliğini izler ve koku modelini tanır.
Akıllı arıtıcı: yerleşik PM2.5 sensörü, yerleşik formaldehit sensörü, yerleşik VOC sensörü, yerleşik hava kalitesi sensörü.
(6) Ev aletlerinde sensörlerin özel uygulamaları
Sensörler şu anda akıllı ev aletleri alanında en yaygın kullanılanlardır.Ev aletleri kullanım konforunu artırabilir, enerji ve su tüketimini azaltabilir, temizliği kolaylaştırabilir, gürültüyü ve titreşimi azaltabilir, kullanım kalitesini artırabilir ve karmaşık zekayı gerçekleştirebilir. Tüm sıcaklık ölçümlerinde negatif sıcaklık katsayısı ve pozitif sıcaklık katsayılı termistörler kullanılır; artık nemi ölçmek için endüktans sensörleri kullanılır; çamaşır makinesi ve kurutucuların dönüş hızını ölçmek için dönüş hızı sensörleri kullanılır; düğme geçiş işlemlerinde kapasite sensörleri kullanılır; entegre sıcaklık Sensör, motorun aşırı yüklendiğini gösterir; Basınç sensörü, bir su seviyesi anahtarı olarak veya çamaşır makineleri ve kurutuculardaki köpük miktarının izlenmesi gibi daha karmaşık cihazlar olarak kullanılır; kimyasal sensör su kalitesi izleme için kullanılır ve izleme parametreleri bulanıklık, renk, yüzey gerilimi, deterjan içerir. Çözünürlük, pH değeri vb. Ve ardından durulama döngülerinin sayısını belirleyin (çözelti sensör sistemi>; fotoelektrik sistem çamaşır makinesinin bulanıklığını izlemek için kullanılır, böylece yıkama döngü sayısı gerçek ihtiyaçları karşılar (sulu madde sensör sistemi); elektromanyetik sensör Bulaşık makinesindeki püskürtme kolunun hareketini kontrol edin; tencere, saç bakım aletleri ve ekmek kızartma makinelerinde de kullanılabilen, sıcaklık kontrolü için mikro işlenmiş termokupl kızılötesi sensör gibi temassız algılama sistemi; akış sensörü Elektrikli fanlarda ve elektrikli süpürgelerde hava kalitesini tespit etmek için kullanılabilir.Elektrikli ütülerde hızlanma ve eğim sensörleri, otomatik ızgara kontrolünde akıllı çoklu gaz sensörleri (yapay burun) vb.
5. Akıllı sensör VS geleneksel sensör
Akıllı Sensör, geleneksel sensörlerin, mikro işlemcilerin (veya mikro bilgisayarların) ve ilgili devrelerin bir kombinasyonudur. Bilgi işleme işlevlerine sahiptir. Sensör verilerini işlemek için bilgisayarların hesaplama ve depolama yeteneklerinden tam olarak yararlanır ve Dahili davranışı, toplanan verileri en iyi hale getirmek için ayarlanır.
Akıllı sensör, bilgi toplama, işleme ve bilgi alışverişi yapabilen bir mikroişlemciye sahiptir.Sensör ve mikroişlemci entegrasyonunun ürünüdür. Akıllı sensörler, tespit edilen çeşitli fiziksel miktarları depolayabilir ve bu verileri yeni veriler oluşturmak için talimatlara uygun olarak işleyebilir. Akıllı sensörler bilgi alışverişinde bulunabilir, hangi verilerin iletilmesi gerektiğine karar verebilir, anormal verileri atabilir ve analiz ve istatistiksel hesaplamaları tamamlayabilir.
Genel geleneksel sensörlerle karşılaştırıldığında, akıllı sensörler aşağıdaki üç avantaja sahiptir: yüksek hassasiyetli bilgi toplama, yazılım teknolojisi ile elde edilebilir ve maliyet düşüktür; belirli bir derecede programlama otomasyon yeteneği ve çeşitli işlevler.
6. Akıllı sensörün işlevi
- Kendi kendini dengeleme özelliği: Yazılım, sensörün doğrusal olmamasını, sıcaklık kaymasını, zaman kaymasını, yanıt süresini vb. Otomatik olarak telafi eder.
- Kendi kendine kalibrasyon işlevi: Operatör bir sıfır değeri veya belirli bir standart değer girdikten sonra, kendi kendine kalibrasyon yazılımı sensörü çevrimiçi olarak otomatik olarak kalibre edebilir.
- Kendi kendine teşhis işlevi: Güç açıldıktan sonra, sensörün her bir parçasının normal olup olmadığını kontrol etmek için sensör kendi kendine kontrol edilebilir ve hatalı bileşenleri teşhis edebilir.
- Sayısal değer işleme işlevi: Akıllı sensör içindeki programa göre veriler, istatistiksel işleme, anormal değerleri kaldırma vb. Gibi otomatik olarak işlenebilir.
- İki yönlü iletişim işlevi: Mikroişlemci ve temel sensör arasında kapalı bir döngü oluşturulur Mikroişlemci, sensör verilerini alıp işlemenin yanı sıra, ölçüm sürecini düzenlemek ve kontrol etmek için sensöre geri bilgi gönderir.
- Bilgi depolama ve hafıza işlevi.
- Dijital çıkış işlevi: bilgisayar veya arabirim veriyolu ile kolayca bağlanabilen çıkış dijital sinyali.
7. Akıllı ev sensörlerinin diğer birleşik uygulamaları
Şu anda, çevre ve güvenlik için tek bir sensöre ek olarak, ev aletleri şu anda en çok kombinasyon halinde kullanılmaktadır.
Cep telefonuna jiroskop, mikrofon ve elektronik obtüratör gibi birçok sensör takılmıştır. Yerleşik sensörlere sahip "akıllı iç taban", kullanıcının hareket verilerini kaydedebilir ve verileri yüklemek için cep telefonuna bağlanabilir.
Tek bir algılama donanımının hepsi bir arada entegrasyonu, ışık sensörleri, sıcaklık sensörleri, piezoelektrik sensörler, mesafe sensörleri, jiroskoplar, su sızıntısı dedektörleri vb. Gerçekleştirebilir ve konumlandırma, frekans, hızlanma vb. Algılayabilir.
Akıllı bebek düğmeleri bebeğinizin günlük egzersizini, uyku pozisyonunu ve kalp atış hızını takip edebilir.
Nest, termostat çevresindeki iç ortam sıcaklığı, nemi, ışığı ve çevresel değişiklikleri sürekli olarak izleyebilen çeşitli yerleşik sensörlere sahip dünyanın ilk akıllı termostatıdır.
Panjurlar, iç mekan ışık kaynağının yoğunluğuna göre otomatik olarak ayarlanır ve yerleşik açı sensörü, açı ölçümü için panjurların konumunu izleyebilir. Tuvalet kapağında, sifon sisteminin sinyali aldıktan sonra otomatik olarak temizlenmesini sağlayan yerleşik bir basınç sensörü vardır.Kızılötesi sensör tuvalet kapağını otomatik olarak açar.
Altı, güncel sorunlar
1. Endüstri zincirinin genel sorunu
Birincisi, sensör tasarım teknolojisi çeşitli disiplinleri, teorileri, malzemeleri ve süreç bilgisini kapsar.Ayrılması çok zordur. Şu anda, yetenek eksikliği, yüksek araştırma ve geliştirme maliyetleri ve işletmelerden gelen şiddetli rekabet durumunda, Çin, sensörlerin bazı ortak özelliklerini kıramadı. Anahtar teknoloji.
İkincisi, işletmelerin ölçeği küçüktür ve bağımsız yenilik yapmak zordur. Çoğu şirket küçük ölçeklidir, yetenekleri yetersizdir ve araştırma ve geliştirme yetenekleri zayıftır. Bu aynı zamanda düşük kaliteli, şiddetli fiyat rekabetine ve düşük katma değere ait ürünlerin çoğuna yol açar. Şu anda Çin'de yalnızca 1.600'den fazla sensör şirketi var. Bunların çoğu, kârlılığı zayıf olan ve teknolojinin öncülük ettiği lider şirketlerin eksikliğine sahip küçük ve mikro işletmelerdir. Bu, fonların, teknolojinin, kurumsal yerleşim planının, endüstriyel yapı ve pazarların parçalanmış bir durumuna yol açmıştır. Etkili konsantrasyon olmadan, endüstriyel gelişmenin olgunlaşması yavaş olmuştur.
Üçüncüsü, sanayileşme verimliliği düşüktür ve endüstriyel destek tesisleri yetersizdir. Bilimsel araştırmaya yapılan yatırım büyüktür, ancak sonuçların sanayileşme verimliliği düşüktür Son yıllarda bazı bilimsel araştırma kurumları pazara yönelik olmasına rağmen teknolojik ilerleme ve sanayileşme açısından hala yetersizdir.
Dördüncüsü, pazar geniş bir ürün yelpazesine sahiptir. Sensör endüstrisi geniş bir pazar aralığını kapsar ve uygulamaları tüketici elektroniği ve endüstriyel kontrol gibi birçok alanı kapsar, ancak her endüstrinin ihtiyaçları farklıdır ve gerekli ürün türleri de farklıdır.
Beşincisi, sermaye aktif değildir ve uzun vadeli yatırım eksikliği vardır. Sensör endüstrisinin yüksek teknik engelleri ve uzun bir geliştirme döngüsü vardır Bu faktörler sermaye yatırımını pasif hale getirir ve tüm endüstri uzun vadeli etkin yatırımdan yoksundur.
Altıncı olarak, üst düzey yeteneklerde bir eksiklik var. Sensör endüstrisinin gelişimi henüz emekleme aşamasında olduğundan, sermaye, teknoloji ve endüstriyel temeller nispeten zayıf olduğundan, birden çok disiplinle birleştiğinde, geniş kapsamlı bilgi gereksinimleri ve sonsuz yeni teknolojiler, onlara katılmak için üst düzey yetenekleri çekmek zordur. Buna ek olarak, Çin'deki kusurlu ve mantıksız yetenek eğitimi mekanizması da endüstrinin yetenek sıkıntısıyla karşı karşıya kalmasına neden oldu.
2. Geleneksel sensörlerin sınırlamaları
Birçok şirket yabancı çip işleme kullanır, daha az bağımsız araştırma ve geliştirme ürününe sahiptir, zayıf bağımsız inovasyon yeteneklerine sahiptir ve üst düzey alanda neredeyse hiç pazar payına sahip değildir. Ek olarak, bilimsel araştırma enstitüsündeki sensör teknolojisi araştırmaları uluslararası standartlarla uyumludur, ancak sanayileşmenin darboğazı kırılmamıştır.
Şu anda, ülkemizde sensör teknolojisinin araştırma ve geliştirme çalışmaları esas olarak üniversiteler, Çin Bilimler Akademisi ve ilgili bakanlık ve komisyonların araştırma kurumlarıdır.İşletmelerin teknik gücü nispeten zayıftır ve birçoğu yabancı ülkelerle işbirliği yapmakta veya ikincil paketleme yapmaktadır. Gelişmiş ülkelerde, sensörlerin Ar-Ge ve sanayileşmesine daha çok işletmeler hakimdir.
Geleneksel sensörlerin akıllı ev alanında hala bazı sınırlamaları vardır: otobüse bağlı sensörler pahalıdır ve sensör ağının maliyeti çok yüksektir; bazı alanlarda kablolama zordur; farklı sensör türleri ve kontrol sisteminin yazılım ve donanımının farklı anlaşmaları vardır. uyumlu.
