Hyman Technology Başkanı Zeng Yonggang: Akıllı sensörler nasıl tasarlanır ve uygulanır?
Nesnelerin İnterneti teknolojisinin gelişmesiyle birlikte, akıllı ev uygulaması giderek daha popüler hale geliyor. Akıllı evlerin sinir uçları olan akıllı sensörler, akıllı evler deneyiminde belirleyici bir rol oynar. Algılama ekipmanı olmadan akıllı evler gerçek zekaya ulaşamaz. Akıllı sensörlerin uygulama alanı çok geniştir ve kapsamı akıllı üretim, akıllı şehirler, akıllı güvenlik, akıllı ev, akıllı ulaşım, akıllı tıp vb.
Akıllı sensör nedir?
Akıllı sensörler kavramı ilk olarak NASA tarafından uzay aracı geliştirme sürecinde önerildi ve 1979'da bir ürün oluşturdu. IEEE Derneği, kontrollü veya algılanacak miktarlar sağlayabilen ve tipik olarak ağ ortamına akıllı sensörler olarak entegrasyonlarını basitleştirebilen sensörleri ifade eder. Akıllı sensör, mikroişlemci, bilgi algılama, bilgi hafızası, mantıksal analiz ve muhakeme ile iletişim ve yönetim işlevlerine sahip yeni bir sensör türüdür. Akıllı sensörler, verileri otomatik olarak sıfırlama, kalibre etme, telafi etme ve toplama becerisine sahiptir. Yeteneği, akıllı sensörün daha yüksek doğruluk ve çözünürlüğe, daha yüksek kararlılığa ve güvenilirliğe ve daha iyi uyarlanabilirliğe sahip olduğunu belirler.
Akıllı evlerde yaygın olarak kullanılan akıllı sensörler şunlardır: sıcaklık ve nem sensörleri, gaz sensörleri, duman sensörleri, basınç sensörleri, hızlanma sensörleri, aydınlatma sensörleri, insan hareket sensörleri vb.
Akıllı sensörlerin geliştirme trendi
01. Yüksek hassasiyete doğru gelişme
Bilim ve teknolojinin gelişmesiyle birlikte, mevcut sensörlerin doğruluğu artık talebi karşılayamıyor ve sensör doğruluğu gereksinimleri giderek artıyor.
02. Yüksek güvenilirliğe doğru
Sensörün güvenilirliği, verilerin doğruluğunu ve kullanıcı deneyimini doğrudan etkiler.Yüksek güvenilirlik sensörlerinin, anti-parazit altında uzun süre kararlı bir şekilde çalışabilmesi ve farklı sıcaklık ve nem ortamlarındaki değişikliklere uyum sağlaması gerekir.
03. Minyatürleştirmeye doğru gelişme
Şu anda, çeşitli kontrol aletlerinin ve ekipmanlarının işlevleri gittikçe güçleniyor ve her bir bileşenin boyutu ne kadar küçükse, o kadar iyi, bu nedenle sensörün hacmi de mümkün olduğunca küçük.
04. Mikro güç tüketimine yönelik gelişme
Şu anda, birçok akıllı sensöre pillerle güç verilmektedir ve güç tüketimindeki azalma, pillerin kullanım ömrünün uzaması anlamına gelir ve kullanıcıların pilleri sık sık değiştirmesine gerek kalmaz, bu da kullanıcı deneyimini iyileştirir. Geçmişte, bir duman alarmının pilinin yılda bir kez değiştirilmesi gerekiyordu.Güç tüketiminin azaltılmasıyla, mevcut duman alarmının bir CR123A pili 10 yıldan fazla kullanılabilir.
05. Bileşik bir gelişime doğru
Geleneksel sensörler yalnızca tek bir fiziksel miktarı algılayabilir. Günümüzün akıllı sensörleri, aynı anda birden fazla fiziksel miktarı algılayabilen birden çok fiziksel sensörü entegre eder. Örneğin, akıllı sensörlerimizden biri aynı anda sıcaklık ve nem, aydınlatma, hızlanma ve insan hareketini algılayabilir. Kullanıcının birden fazla fiziksel miktarı algılamak için yalnızca akıllı bir sensör satın alması gerekir.
06. Ağ geliştirmeye doğru
Ağ oluşturma, sensör geliştirmenin önemli bir yönüdür ve ağın rolü ve avantajları yavaş yavaş ortaya çıkmaktadır. Ağ sensörleri kesinlikle elektronik teknolojinin gelişimini destekleyecektir.
Akıllı ev sisteminde akıllı sensörler hangi sorunları çözebilir?
1. Gerçek zamanlı veriler: Avrupa ve Amerika Birleşik Devletleri'ndeki gelişmiş ülkelerde güvenlik hala katı bir taleptir. Hükümet mevzuatı, konut binalarının duman sensörleri, karbon monoksit sensörleri ve hırsızlık alarm sensörleri gibi güvenlik cihazlarıyla donatılmasını gerektirir. Geleneksel güvenlik ürünleri yalnızca insanlar evdeyken kullanılabilir. Bir alarm durumu olduğunu bilerek, orada değilseniz alarm sinyalini almayacaksınız. Akıllı çağda, güvenlik sensörlerimizin her birinin verileri ilk kez Nesnelerin İnterneti teknolojisi aracılığıyla bulut platformuna ve kullanıcının APP'sine iletilebilir. Ev güvenliğinin gerçek zamanlı kontrolü ve gereksiz kayıplardan kaçının.
2. Bağlantı tetikleyicisi: Akıllı ev, "otomasyon sahnesinin" sensör veri bilgisi olmadan yapamayacağını gerçekleştirmek istiyor, bu sırada sensör verileri "otomasyon sahnesinin" tetikleme koşulu olarak kullanılabilir. Örneğin, insan varken ışıkları otomatik olarak yakmak, kimse yokken ışıkları kapatmak istiyorsak, bu sefer insan kızılötesi sensörünü kullanacağız; hava sıcak olduğunda klima otomatik olarak açılacak ve sıcaklık ve nem sensöründen gelen verilere ihtiyaç duyulacaktır. Gaz sızdığında, vana otomatik olarak kapanır ve bir gaz sensörü kullanılır.
3. AIoT için büyük miktarda çevresel veri sağlayın ve bu verileri analiz ve işleme için AI'ya gönderin. Bu veriler aynı zamanda yapay zekanın derin öğrenimi için önemli bir besindir ve yapay zekanın daha akıllı ve daha akıllı olmasına ve daha bilinçli kararlar almasına yardımcı olur.
Özetle, akıllı sensörlerin geniş bir kullanım alanı vardır.Evdeki tüm koşulları veya güvenlik tehlikelerini izleyebilir ve gerektiğinde kullanıcılara hatırlatabilir veya gizli tehlikeleri azaltmak için önlemleri tetikleyebilirler. Günümüzde akıllı evlerin hızla gelişmesiyle birlikte, giderek daha fazla ev ürünü, kullanıcılara güvenli ve rahat bir yaşam deneyimi sunan zekaya doğru hareket ediyor.Bu akıllı sensörlerin büyük bir yardımcı rolü var.
Pazarda popüler olan akıllı bir sensör cihazı nasıl tasarlanır?
1. Öncelikle ürünün tam bir tanımı olmalı Akıllı bir sensör tasarlamadan önce kullanıcı popülasyonunu, işlevini, görünümünü, kablosuz iletişim yöntemini, güç kaynağı yöntemini, pil ömrünü ve ürünün maliyetini netleştirmeliyiz.
2. Görünüm, bir ürünün başarısını belirler Görünüş, kullanıcıya bırakılan ilk izlenimdir.Kullanıcı, ürünün iç kalitesini bir bakışta göremez, ancak ürünü tamamlamak için görünümün yeni olup olmadığını ve işçiliğin iyi olup olmadığını görebilir. Genel konumlandırma. Görünüm tasarımının ana görevi, pazar talebini kontrol etmek, kullanıcıların psikolojisini kavramak ve çoğu müşterinin kabul edebileceği bir ürün görünümü tasarlamaktır. Akıllı sensörün görünüm tasarımı basit, kompakt ve modern olmalı, çok süslü olarak tasarlanmamalı ve modern evlerin dekorasyonuna entegre edilebilmelidir.
3. Akıllı sensörlerin performansının kararlılığı, özellikle akıllı güvenlik sensörleri çok önemlidir.Akıllı sensörlerin prensibi, temelde sensörler aracılığıyla farklı fiziksel sinyalleri algılamak ve sonra bunları elektrik sinyallerine dönüştürmektir.Elektrik sinyalleri nispeten zayıf olduğunda, sinyal ile güçlendirilmeleri gerekir. , Daha sonra hesaplama ve işleme için MCU'ya gönderilir Alarmı karşılayan veya raporlanması gereken veriler için kablosuz iletişim teknolojisi ile ağ geçidine veya bulut platformuna raporlanır.
Akıllı sensörlerin kararlılığı iyi değilse, çevresel parazitlere ve yanlış pozitiflere veya yanlış negatiflere duyarlı olurlar.Örneğin, insan kızılötesi sensörleri, kimse olmadığında insan verilerini rapor eder. Tersine, birisi algılama alanından geçtiğinde, Birinin verilerini bildirmek, kullanıcının deneyimini ciddi şekilde etkileyecektir.
Akıllı sensörlerin zayıf kararlılığına neden olan faktörler nelerdir?
1. Anahtar bileşenlerin seçimi. Anahtar bileşen, akıllı sensörün performansını etkileyen ana faktörlerden biridir. İnsan sensörünün anahtar bileşeni piroelektrik kızılötesi sensördür.Seçim sürecinde, bazı temel göstergelerine dikkat etmeliyiz. Örneğin, algılama açısı, algılama mesafesi, anti-radyo frekansı parazit performansı, sinyal-gürültü oranı ve diğer temel göstergeler ve ardından Fresnel lens seçimi Fresnel lensi seçerken odak uzaklığına, algılama açısına ve algılama aralığına dikkat etmeliyiz. Fresnel lens seçimi uygun değilse, insan vücudu sensörünün hassasiyeti büyük ölçüde azalacaktır.
2. Donanım devre tasarımı ve PCB DÜZENLEMESİ Çoğu durumda, anahtar bileşenlerin yanlış seçilmesi nedeniyle algılama hassasiyeti azalır.Bu zamanda, donanım amplifikasyon devresinin amplifikasyon faktörü artacaktır.Güçlendirme faktörü çok yüksek ayarlandığında, sinyal bozulacaktır. Ayrıca güçlendirilirse, sensörün yanlış rapor vermesine neden olur. PCB DÜZENİ mantıksız olduğunda, örneğin, analog devrelerin ve dijital devrelerin düzeni mantıksız olduğunda ve sinyal amplifikasyon devresinin düzeni mantıksız olduğunda, harici radyo frekansı sinyalinin amplifikatöre girmesine neden olarak ürün yanlış alarmına neden olacaktır.
3. Sinyal işleme. Piyasada nispeten ucuz bazı insan sensörleri vardır ve sinyal işleme çok basittir.Sensör sinyali yükseltildikten sonra, basitçe bir karşılaştırıcı aracılığıyla karşılaştırılır ve sabit bir eşiği aştığında bir alarm verilir. Böyle bir işleme yöntemi yanlış alarmlara çok açıktır. İnsan kızılötesi sensörümüz, sensörün sinyalinin yükseltildiği ve AD örneklemesi için MCU'ya gönderildiği, örneklenen sinyalin karşılaştırıldığı ve yazılım işlemenin dinamik eşik ayarı, otomatik sıcaklık telafisi, enerji analizi ve diğer algoritmaları benimsediği yöntemi benimser , İnsan vücudunun hareketini doğru bir şekilde tanımlayabilir, radyo frekansı parazitine ve ışık parazitine karşı güçlü bir dirence sahiptir ve yanlış alarmlar olmadan ve eksik rapor olmadan yüksek algılama hassasiyeti sağlar.
4. İletişim protokolünün seçimi. Artık daha fazla sayıda akıllı ev kablosuz iletişimi kullanıyor. Şu anda kablosuz iletişim teknolojileri arasında RF315, 433, NB-IoT, LORA, Wi-Fi, BLE, Zigbee vb. Çok sayıda kablosuz iletişim teknolojisi ile karşı karşıya kalan her birinin kendine özgü avantajları ve dezavantajları vardır, nasıl seçmeliyiz? Maliyet konuları, güç tüketimi konuları, güvenlik hususları, duvara nüfuz etme etkileri ve diğer donanımlarla birlikte çalışabilirlik vardır.
RF315, 433: Düşük maliyet, düşük güç tüketimi, uzun iletim mesafesi, güçlü duvar penetrasyon kabiliyeti, tek frekans noktası, aynı frekanstan kolayca müdahale edilebilmesi, düşük ağ iletişim güvenliği ve kendi kendine organize bir ağ olmaması özelliklerine sahiptir.Elektronik oyuncaklar ve endüstride kullanılır. Kontrol, kablosuz veri toplama ve diğer alanlar.
NB-IoT, LORA: Düşük güç tüketimi ve uzun mesafe özellikleriyle, IoT iletişimini gerçekleştirmek için duman dedektörleri, su sayaçları, gaz sayaçları, rögar kapakları, sokak lambaları, otopark ve diğer alanlar gibi kamu tesislerinin yönetiminde kullanılırlar.
Wi-Fi, basit kullanım, hızlı veri aktarımı, yüksek güç tüketimi ve bir yönlendirici ile erişilebilen birkaç cihaza sahiptir.Akıllı tek ürünlerde ve akıllı ev aletlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.
BLE, düşük güç tüketimi, düşük maliyetli, kısa mesafe ve cep telefonlarıyla uygun bağlantı özelliklerine sahip düşük güçlü Bluetooth anlamına gelir.Düşük güç tüketimi özelliklerine dayanan BLE, giyilebilir cihazlarda, sağlık izleme ekipmanlarında ve diğer ürünlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bluetooth 4.1 protokolünden başlayarak, Bluetooth ağ ürünleri kendi kendini organize eden ağların özelliklerine sahiptir, ancak Bluetooth ağı hala teknoloji biriktirme dönemindedir.
Zigbee, IEEE 802.15.4 standart düşük güçlü yerel alan ağ protokolüne dayanmaktadır.Düşük güç tüketimi, düşük maliyetli, kendi kendini organize eden ağ, yüksek güvenlik, ara bağlantı ve birlikte çalışabilirlik, güçlü birlikte çalışabilirlik ve ağ düğümleri ile açık bir kablosuz ağ teknolojisidir Çok sayıda olması ve diğer özelliklerinden dolayı Zigbee, akıllı evler alanında yaygın olarak kullanılmaktadır. Şu anda, dünya çapında 3000'den fazla ürün Zigbee3.0 sertifikasını geçmiştir.
İniş uygulamalarında akıllı sensörlerin yaygın sorunları
Kurulum sorunu
Mevcut akıllı sensörlerin çoğunun kurulumu nispeten basittir.Pil ile çalışan ürünler, doğrudan duvara monte edilebilen 3M yapıştırıcı ile donatılmıştır; AC ile çalışan ürünler doğrudan 220V soketlere takılır.Akıllı güvenlik sensörleri için hala bazı kurulum ihtiyacı vardır. Özel dikkat. Örneğin, bir insan kızılötesi sensörü kurarken, onu perdelerin, sıcak ve soğuk yerlerin yakınına kurmaktan kaçınmalısınız, aksi takdirde yanlış alarmlar oluşacaktır Bu, insan kızılötesi sensör prensibi ile belirlenir.
Akıllı gaz alarmı kurarken mutfakta kullanılan gazın cinsini anlamak gerekir.Eğer doğalgaz ise, doğalgaz havadan daha hafif olduğundan ve sızdığında yukarı doğru yüzeceğinden montaj yeri kaçak kaynağından daha yüksek seçilmelidir; Sıvılaştırılmış petrol gazı kullanıyorsanız, sıvılaştırılmış petrol gazının özgül ağırlığı havadan daha ağır olduğu için sızıntı kaynağından daha düşük bir yer seçmeniz gerekir ve gaz sızdığında batar.
Mevcut duman alarmlarının çoğu fotoelektrik duman sensörleri kullanır. Prensibi, küçük duman partiküllerini tespit etmek ve duman alarmını duman partiküllerinin yansıyan sinyali aracılığıyla tespit etmektir.Yükleme yaparken, nispeten büyük tozlu bir yere kurmamaya dikkat etmelisiniz. Mobilya fabrikaları, mutfaklar gibi büyük mekanlar
Kurulum sırasında sinyal sorunları da dikkate alınmalıdır. Zigbee'nin akıllı evini örnek olarak alın. Pille çalışan akıllı sensörümüz tekrarlayıcıdan veya ağ geçidinden çok uzaktaysa ve sensör her uyandığında iletişim mesafesinin kritik noktasındaysa Geldiğinde veriler çok kısa sürede ağ geçidine iletilemez.Gateway ile iletişim kurmaya çalışmak belli bir zaman alır, bu da pilin kullanımını hızlandıracaktır.Normal pil 1 yıl kullanılabilir.Sinyalin kritik noktasına takıldığında Pil yalnızca yarım yıl dayanabilir. Bu durumda, ağ geçidi genellikle sensörden sinyal almaz ve sensörün çevrimdışı olmasına neden olur.
Kurulum sırasında, ekipman üreticisi tarafından tavsiye edilen iletişim mesafesine göre uygun bir yer seçin.Kurulum yeri ağ geçidinden uzak olduğunda, orta konuma akıllı anahtar, akıllı soket vb. Gibi röle işlevli bir cihaz kurulmalıdır. AC ile çalışan ürünler için, bu cihazların röle işlevine sahip olup olmadığına ilişkin ayrıntılar için lütfen cihaz üreticisinin talimatlarına bakın.
Ürün seçimi de çok önemli
Şu anda piyasada çok sayıda akıllı ev ürünü var, fiyatlar ve kalite de dengesiz, nasıl seçmeliyiz?
1. Akıllı sensörler için kararlılık anahtardır, öyleyse ürünün kararlılığı nasıl değerlendirilir? Herhangi bir ürünün istikrarı bir teknoloji birikimi sürecini gerektirir.Marka seçiminde bu alanda uzun yıllardır gelişen ve nispeten güçlü teknik güce sahip bazı firmaları seçmeliyiz; ikincisi bu ürünlerle ilgili kanun ve yönetmelikleri ve bazı ulusal yönetmelikleri geçirip geçirmediklerini anlamalıyız. Ürün kalitesinin zorunlu sertifikası. Markanın ürünlerinin sektördeki itibarı da var, bu yönler iyi yapıldı ve ürünün istikrarı sorun olmayacak.
2. Kablosuz iletişim protokolünün seçimi. Şu anda, Zigbee protokolü akıllı ev alanında yaygın olarak kullanılmaktadır. Zigbee akıllı sensörleri seçerken de dikkat etmemiz gerekir. Zigbee Alliance teknoloji sertifikasyonunu geçen ve hangi ürünlerin geçtiğini seçmeye çalışın Sertifikasyon, Zigbee Alliance'ın resmi web sitesinden kontrol edilebilir. Zigbee onaylı ürünleri seçmenin faydaları, birbirine bağlanabilmeleri, birlikte çalışabilirliklerinin iyi olması ve yüksek güvenliğe sahip olmalarıdır; sertifikayı geçmeyen ürünler, ağ geçidi tanınamaz gibi uyumluluk sorunları yaşayabilir veya bazı işlevler kullanılamaz ve çevrimdışına alınmaları kolaydır.
3. Enerji tasarruflu ve çevre dostu ürünleri seçin. Enerji tasarrufu ve çevrenin korunması temanın konusu haline geldi ve enerji tasarrufunun teşviki bir tüketici eğilimi ve endüstri trendi haline geldi. Yaşamın her kesimi aynı zamanda "enerji tasarrufu" ve "çevre korumayı" savunuyor. Akıllı bir ev üreticisi olarak, kullanıcılara kullanımı kolay ve enerji tasarrufu sağlayan ürünler sunmak göz ardı edilemez. Nesnelerin İnterneti teknolojisine ve otomasyon teknolojisine dayalı akıllı ev kontrol sistemi, enerji tasarrufu ve çevre koruma fonksiyonları, çeşitli zamanlama olayları, indüksiyon kontrol fonksiyonları, parlaklık sensörleri, insan kızılötesi sensörler, otomatik ışık parlaklığı algılama vb. Yoluyla yönetilebilen aydınlatma enerjisi tasarrufunda en belirgin olanlardır. Aydınlatma enerji tasarrufu vb. Elde etmek anlamına gelir.
Pille çalışan ürünler için pil kullanım ömrü dikkate alınmalıdır Pil kullanım ömrü en az bir yıl veya daha fazla olmalıdır Pil sık sık değiştirilemez, bu da kullanıcı deneyimini ve çevre kirliliğini etkiler.
CSHIA mikro sınıf canlı yayın grubunda her Perşembe gecesi daha fazla heyecan! Akıllı ev teknolojisi, ürünler, çözümler, endüstri trendleri, pazarlama ve müşteri yönetimi üzerine özel kurslar geliştirmek için yılda 30'dan fazla oturum, sektör uzmanlarını, uzmanları ve akademisyenleri, tanınmış marka kurucuları, mükemmel pratik danışmanları ve akıllı ev alanındaki diğer yetenekleri davet ediyor Canlı öğretim!
Profesyonel bilgi
Öğrenme yoluyla hızlı bir şekilde akıllı ev teknolojisi ilkelerini, ağ oluşturma yöntemlerini kavrayın, mükemmel ürün tasarım konseptlerini anlayın ve akıllı evin ana alt sistemlerini (akıllı güvenlik, görsel-işitsel eğlence, aydınlatma kontrolü vb.) , Villalar, genel kurulumlar, kulüpler, oteller). Sektöre hızlı bir şekilde girmenizi ve sapmalardan kaçınmanızı sağlayan daha da mükemmel sergi salonu tasarım fikirleri var!
Büyük platformu kucaklayın
Eğitimden sonra, kursiyerlerin bulunduğu şirket, kurumsal imajı ve temel rekabet gücünü artırmak ve sektör değişimlerini ve kaynak paylaşımını daha iyi gerçekleştirmek için CSHIA, China Smart Home Industry Alliance'ın bir üye birimi olacak. İttifakta 200'den fazla akıllı ev üreticisinin ve 1.500'den fazla akıllı ev sistemi mühendisinin platform kaynaklarını yerleştirmek, ihtiyaç duyulanları paylaşın, birlikte ilerleyin ve sektörün gelişimine birlikte tanık olun!
Endüstri yetki sertifikası
Eğitime katılan ve değerlendirmeyi geçenler, yalnızca China Smart Home Industry Alliance CSHIA tarafından verilen endüstri yetki sertifikasını almakla kalmayacaklar. Ayrıca Sanayi ve Bilgi Teknolojileri Bakanlığı tarafından verilen özel bir teknik sertifika da alacak!
CSHIA akıllı ev sistemi mühendisi oldum, sizi katılmaya davet ediyorum! 18-20 Aralık, Hangzhou · Zhejiang Üniversitesi! En eksiksiz kurs sistemi, en avantajlı öğretim görevlileri ekibi ve 50'den fazla endüstri emektar ustası, öğrencilerle öğrenip iletişim kurun, fikir çarpışması yapın ve en uygun endüstri yönünü bulun!
Kayıt danışma telefonu
Öğretmen Yao 18911461165
Öğretmen Guo 13693030088
Öğretmen Wang 17318544065
