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1、多种传感器融合技术在智能家居中的应用在智能家居生活中,运用了传感器技术,其是智能家居的重要保障。在高中阶段,对传感器的知识进行学习,探究智能家居中传感器的应用,可以验证学习成果,将理论知识与实际生活结合起来。本文主要结合高中物理传感器知识,探究传感器在智能家居中的应用,主要分析了传感器的应用原理、应用模式以及具?w 应用环节。希望通过本文的分析,可以使学生在学习物理知识的基础上,可以联系生活实际,提升学习效果。 【关键词】智能家居 传感器 应用 随着科技的不断进步,智能家居已经成为人们追求的品质生活。在智能家居的控制中,需要保证合适的温度、湿度以及光线等条件,而传感器则是重要的感知元件。通过传
2、感器,可以将物理信号转化成为电信号,最终通过计算机系统来实现智能家居的控制。因此,结合高中物理所学的传感器知识,分析传感器在智能家居中的应用具有重要的意义。 1 传感器的原理及应用模式 1.1 传感器的原理 传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,包括温度、声音、湿度和光线等。传感器的特点包括:微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。通过将物理信息转化成为人们熟知的电信号来进行信息的传输处理,通过传感器,可以实现对信息的传输、处理、存储和控制等操作。 1.2 传感器的应用模式 传感器在输出的过程中,电信号相对较为微弱,无法实现对物理条件的控制,因而在传感器的运用中,需要调节电信号
3、,使其可以抵抗外界因素的干扰。在测量过程中,通过驱动继电器来完成操作,可以通过计算机来处理数据和发布指令。其应用模式主要是在传感器放大后,通过执行机构、显示机构以及计算机系统的并行处理来实现对环境的监控。 2 传感器技术在智能家居中的应用 2.1 温度传感器的应用 温度传感器在智能家居中可以保证室温的恒定,是智能家居中必不可少的组成部分,在运用中,温度传感器可以根据季节的变化或者用户的需求来调整温度。在温度的测量中,通过温度传感器可以采集温度信息,在现代智能家居中,通常选择 DS18B20 温度传感器,其具有稳定性及性能强大的特点,在运用中,可以将数字信号转化成为电信号,通过计算机系统的控制,
4、将温度的信息传递给计算机系统,继而通过中央控制体系传输给空调,实现智能家居的温度控制。 2.2 湿度传感器的应用 在智能家居的控制中,对湿度的控制可以提升用户的生活质量,为用户提供良好的生活环境。在智能家居的湿度控制中,主要是通过湿度传感器来实现对湿度的控制。在现阶段的湿度传感器选择中,主要采用 808H5V5 集成湿度传感器,其可以显示空气湿度的具体变化,在集成系统内部,存在湿度传感器以及放大电路,可以将湿度信息转化成为电压信号传递给计算机系统,系统通过人为的湿度需求,将调整方案输送给烘干或者加湿器,从而提升智能家居的环境。可见,在智能家居中,通过湿度传感器,可以实现对湿度的控制,从而避免家
5、居的损坏或者对人体的皮肤造成损伤。 2.3 温湿传感器的应用 在智能家居的控制中,温度计湿度的控制均为环境控制的重要指标,但是仅仅对单一指标进行控制,将会浪费较多的资源,且会延长计算时间,需要通过计算机的合成来进行分析。因而需要探究新型的传感器应用方式。温湿传感器可以实现对温度和湿度的同时调节,符合智能家居的理念,且具有体积小和功耗低等特点。在目前的智能家居设计中,通常采用 STH10 温湿传感器来控制室内的温度和湿度,STH10 芯片可以同时采集温度和湿度信息,在独立系统中对两种物理变量进行分开计算,并且转化成为电信号传输到相应的控制终端,实现智能家居的控制目的。 2.4 气体浓度传感器的应
6、用 气体浓度传感器是智能家居的重要检测手段,在居家生活中,可燃气体以及污染气体是影响人们健康及生命的因素,在智能家居中,通过气体浓度传感器,可以实现对危险气体的分析,继而可以采取针对性的控制策略。在现代智能家居中,主要是通过 TG S109 气体浓度传感器进行监测,在监测的过程中,用户仅仅需要将检测气体的合理指标输入到计算机系统中,系统在采集相关信息后,即可对两种气体进行对比分析,一旦气体浓度超过范围,将会发出警报并且及时通过油烟机来清除气体。在智能家居中,通过气体浓度传感器的应用,可以实现对换气扇以及油烟机的调控,从而提升智能家居的享受效果。 2.5 图像传感器的应用 在智能家居中,图像传感
7、器同样是重要的应用元件之一。主要是由于在现代建设中,需要通过监控设备来实现内部的监控以及住宅周边的监控,在传统的监控手段中,主要是通过摄像头来进行监控,而无法将信息传递给用户,一旦监控系统被破坏,将会导致用户承担较大的损失。而在智能家居系统中,通过 PC 端的监控,可以将信息发送给用户的手机或者电脑,实现远程监控,在在智能监控中,利用图像传感器,可以进行光电转换,其主要是由 CCD 和CMOS 传感器组成,通过其可以制作数字摄像机,实现对智能家居的全面控制。 2.6 光电传感器的应用 在传统的生活方式中,人们在运用水源、电源以及光源等情况时,均需要手动设置开关来完成,而在智能家居中,通过光电传
8、感器,可以实现对智能家居的全面控制。利用光阻可以设计自动照明灯,通过红外线感应系统,可以实现对居家的便利化照明,不需要人为进行控制。另外,在光电传感器的运用中,通过红外线传感器可以实现对水龙头、温度计湿度等多种条件的控制,这样可以节约相应的资源,且会提升用户的享受。 3 结语 在高中学习的现阶段,对传感器知识进行学习,而在现实生活中,智能家居同样对传感器进行运用,将两者结合起来,可以提升学习成效。本文主要结合高中知识,探究智能家居中传感器的运用,其主要包括光电传感器、温度传感器、湿度传感器、图像传感器以及气体浓度传感器。希望通过本文探讨,高中生可以提升对物理知识的重视,积极联系生活来提升学习质量和兴趣。 参考文献 1钱晖.多传感器融合技术在智能机器人系统中的应用J.上海电气技术,2010(02):44-48. 2杨栋,张建强,曹鹏,等.智能家居中体感技术的应用和前景J.电视技术,2014(11):65-69. 3张金良.GPRS 和 ZigBee 技术在智能家居中的应用研究J.信息与电脑(理论版) ,2015(10):92-93. 作者简介 刘亦恒(1999-) ,男,河南省郑州市人。现就读于郑州一中 1702 班,对电子信息、通讯工程等有浓厚兴趣,多次到相关专业实验室参观学习,并参加有关交流考察活动。作者单位 郑州一中 1702 班 河南省郑州市 450000