智能家居的基礎(chǔ)傳感器應(yīng)用詳細介紹

引言

近年來無線傳感器和傳感網(wǎng)絡(luò)發(fā)展迅速，廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)控、制造業(yè)現(xiàn)場檢測和控制、智能家居、智能交通、建筑健康檢測以及健康護理等領(lǐng)域。隨著電子、嵌入式單片機、智能無線傳感器、網(wǎng)絡(luò)以及通信技術(shù)的迅速發(fā)展，無線傳感器節(jié)點才有實現(xiàn)低成本和低功耗的可能。

1 傳感器簡介

傳感器就是用來測量物理、化學(xué)、生物或者其他參數(shù)的元器件、或者是測量系統(tǒng)的一部分。通常傳感器能夠提供一個等價的電壓或者電流形式的信號，這個信號可以用以檢測、處理、存儲和轉(zhuǎn)發(fā)。傳感器技術(shù)對于現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生了巨大的影響，在市場上有很多傳感器。傳感器的測量對象和物理轉(zhuǎn)換原理。

2 智能家居概述

智能家居（Smart home）是以住宅為平臺，利用綜合布線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、 安全防范技術(shù)、自動控制技術(shù)、音視頻技術(shù)將家居生活有關(guān)的設(shè)施集成，構(gòu)建高效的住宅設(shè)施與家庭日程事務(wù)的管理系統(tǒng)，提升家居安全性、便利性、舒適性、藝術(shù)性，并實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境。

智能家居

所謂的智能家居，就是一種智能化的家居環(huán)境，即以住宅為平臺，綜合利用計算機技術(shù)、傳感器技術(shù)、嵌入式技術(shù)及其物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將家庭生活中相關(guān)的設(shè)施進行智能化，實現(xiàn)對家居環(huán)境的監(jiān)測，管理、遠近程控制，讓家居生活更加舒適，同時提高家居環(huán)境的了安全性，也兼顧了節(jié)能環(huán)保的低碳理念。

3 智能家居基礎(chǔ)傳感器

1）煙霧傳感器

MQ-2煙霧傳感器，MQ-2應(yīng)用： 可用于家庭和工廠的氣體泄漏監(jiān)測裝置， 適宜于液化氣、丁烷、丙烷、甲烷、酒精、氫氣、煙霧等的探測。

MQ-2煙霧傳感器

Arduino程序：

int LED=2;

void setup（） {

Serial.begin（9600）;

pinMode（LED，OUTPUT）;

digitalWrite（LED， HIGH）;

}

void loop（） {

float vol;

float value;

int sensorValue = analogRead（A0）;

vol = （float）sensorValue/1024*5.0;

value = 10000-（（5-vol）*9700/5）;

Serial.print（“gas = ”）;

Serial.println（value）;

Serial.println（“ ppm”）;

if（ value 》 2000）{

digitalWrite（LED， LOW）;

} else {

digitalWrite（LED， HIGH）;

}

delay（5000）;

}

2）粉塵傳感器

夏普光學(xué)灰塵傳感器（GP2Y1010AU0F）在檢測非常細的顆粒，如香煙煙霧，是特別有效的，并且是常用的空氣凈化器系統(tǒng)。該裝置中，一個紅外發(fā)光二極管和光電晶體管，對角布置成允許其檢測到在空氣中的灰塵反射光。該傳感器具有極低的電流消耗（最大20mA，11毫安典型的），可以搭載高達7VDC的傳感器。輸出的是一個模擬電壓正比于所測得的粉塵濃度，敏感性為0.5V/0.1mg/m3?？梢詸z測AQI的值。

Arduino程序：

int dustPin=0;

float dustVal=0;

int ledPower=2;

int delayTime=280;

int delayTime2=40;

float offTime=9680;

void setup（）{

Serial.begin（9600）;

pinMode（ledPower，OUTPUT）;

pinMode（dustPin， INPUT）;

}

void loop（）{

// ledPower is any digital pin on the arduino connected to Pin 3 on the sensor

digitalWrite（ledPower，LOW）;

delayMicroseconds（delayTime）;

dustVal=analogRead（dustPin）;

delayMicroseconds（delayTime2）;

digitalWrite（ledPower，HIGH）;

delayMicroseconds（offTime）;

delay（1000）;

if （dustVal 》 36.455）{

Serial.println（（float（dustVal/1024）-0.0356）*120000*0.035）;

}

}

測試得到的數(shù)據(jù)和空氣質(zhì)量對照：

3000 + = 很差

1050-3000 = 差

300-1050 = 一般

150-300 = 好

75-150 = 很好

0-75 = 非常好

3）紅外發(fā)射和接收模塊

這次要介紹的是紅外發(fā)射和接收模塊，其實他們現(xiàn)在在我們的日常生活中扮演者重要的角色，現(xiàn)在很多的家用電器上都用到了這種裝置，比如空調(diào)、電視、DVD 等等，就是基于它是無線遙感，而且還可以較遠距離控制，使用起來非常的方便。

紅外發(fā)射和接收模塊

Arduino程序：

主發(fā)射部分代碼：

默認在3引腳

#include 《IRremote.h》

IRsend irsend;

void setup（）

{

Serial.begin（9600）;

}

void loop（） {

for （int i = 0; i 《 50; i++） {

irsend.sendSony（0xa90， 12）; // Sony TV power code

delay（40）;

} }

從接收部分代碼

#include 《IRremote.h》

int RECV_PIN = 11; //define input pin on Arduino

IRrecv irrecv（RECV_PIN）;

decode_results results;

void setup（）

{

Serial.begin（9600）;

irrecv.enableIRIn（）; // Start the receiver

}

void loop（） {

if （irrecv.decode（&results）） {

Serial.println（results.value， HEX）;

irrecv.resume（）; // Receive the next value

}}

4）溫濕度傳感器

DHT11是一款有已校準數(shù)字信號輸出的溫濕度傳感器。 其精度濕度+-5%RH，溫度+-2℃，量程濕度20-90%RH， 溫度0~50℃。

DHT11

Arduino程序：

#include 《dht.h》

dht DHT;

#define DHT11_PIN 7//put the sensor in the digital pin 7

void setup（）{

Serial.begin（9600）;

}

void dht11（）

{

int chk = DHT.read11（DHT11_PIN）;

switch （chk）

{

case 0：

Serial.println（“Ok”）;

delay（1000）;

break;

case -1：

Serial.println（“Checksum error”）;

delay（1000）;

break;

case -2：

Serial.println（“Time out error”）;

delay（1000）;

break;

default：

Serial.println（“Unknown error”）;

delay（1000）;

break;

}

Serial.print（“Humidity：”）;

Serial.print（（float）DHT.humidity，1）;

Serial.print（“%”）;

delay（1000）;

Serial.print（“Temp：”）;

Serial.print（（float）DHT.temperature，1）;

Serial.print（“C”）;

delay（1000）;

}

void loop（）{

dht11（）;

}

5）霍爾磁力傳感器模塊（可以做門窗戶防盜）

霍爾磁力傳感器

Arduino程序：

int Led=13;//定義LED 接口

int SENSOR=3;//定義霍爾磁力傳感器接口

int val;//定義數(shù)字變量val

void setup（）

{

Serial.begin（9600）;

pinMode（Led，OUTPUT）;//定義LED 為輸出接口

pinMode（SENSOR，INPUT）;//定義霍爾磁力傳感器為輸出接口

}

void loop（）

{

val=digitalRead（SENSOR）;//將數(shù)字接口3 的值讀取賦給val

if（val==HIGH） //當(dāng)震動傳感器檢測有信號時，LED 亮

{

digitalWrite（Led， HIGH）;

Serial.println（“open the door”）;

delay（5000）;

}

else

{

digitalWrite（Led， LOW）;

Serial.println（“close the door”）;

delay（5000）;

}

}

4 結(jié)論

智能家居中傳感器還有很多，展示就做以上幾個例子。大體上無外乎就是開關(guān)量和模擬量兩類。歡迎大家討論，關(guān)注。