智能家居的基础传感器应用详细介绍

引言

近年来无线传感器和传感网络发展迅速，广泛应用于环境监控、制造业现场检测和控制、智能家居、智能交通、建筑健康检测以及健康护理等领域。随着电子、嵌入式单片机、智能无线传感器、网络以及通信技术的迅速发展，无线传感器节点才有实现低成本和低功耗的可能。

1 传感器简介

传感器就是用来测量物理、化学、生物或者其他参数的元器件、或者是测量系统的一部分。通常传感器能够提供一个等价的电压或者电流形式的信号，这个信号可以用以检测、处理、存储和转发。传感器技术对于现代产业产生了巨大的影响，在市场上有很多传感器。传感器的测量对象和物理转换原理。

2 智能家居概述

智能家居（Smart home）是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、 安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。

智能家居

所谓的智能家居，就是一种智能化的家居环境，即以住宅为平台，综合利用计算机技术、传感器技术、嵌入式技术及其物联网技术将家庭生活中相关的设施进行智能化，实现对家居环境的监测，管理、远近程控制，让家居生活更加舒适，同时提高家居环境的了安全性，也兼顾了节能环保的低碳理念。

3 智能家居基础传感器

1）烟雾传感器

MQ-2烟雾传感器，MQ-2应用： 可用于家庭和工厂的气体泄漏监测装置， 适宜于液化气、丁烷、丙烷、甲烷、酒精、氢气、烟雾等的探测。

MQ-2烟雾传感器

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）粉尘传感器

夏普光学灰尘传感器（GP2Y1010AU0F）在检测非常细的颗粒，如香烟烟雾，是特别有效的，并且是常用的空气净化器系统。该装置中，一个红外发光二极管和光电晶体管，对角布置成允许其检测到在空气中的灰尘反射光。该传感器具有极低的电流消耗（最大20mA，11毫安典型的），可以搭载高达7VDC的传感器。输出的是一个模拟电压正比于所测得的粉尘浓度，敏感性为0.5V/0.1mg/m3。可以检测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）;

}

}

测试得到的数据和空气质量对照：

3000 + = 很差

1050-3000 = 差

300-1050 = 一般

150-300 = 好

75-150 = 很好

0-75 = 非常好

3）红外发射和接收模块

这次要介绍的是红外发射和接收模块，其实他们现在在我们的日常生活中扮演者重要的角色，现在很多的家用电器上都用到了这种装置，比如空调、电视、DVD 等等，就是基于它是无线遥感，而且还可以较远距离控制，使用起来非常的方便。

红外发射和接收模块

Arduino程序：

主发射部分代码：

默认在3引脚

#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）;

} }

从接收部分代码

#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）温湿度传感器

DHT11是一款有已校准数字信号输出的温湿度传感器。 其精度湿度+-5%RH，温度+-2℃，量程湿度20-90%RH， 温度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）霍尔磁力传感器模块（可以做门窗户防盗）

霍尔磁力传感器

Arduino程序：

int Led=13;//定义LED 接口

int SENSOR=3;//定义霍尔磁力传感器接口

int val;//定义数字变量val

void setup（）

{

Serial.begin（9600）;

pinMode（Led，OUTPUT）;//定义LED 为输出接口

pinMode（SENSOR，INPUT）;//定义霍尔磁力传感器为输出接口

}

void loop（）

{

val=digitalRead（SENSOR）;//将数字接口3 的值读取赋给val

if（val==HIGH） //当震动传感器检测有信号时，LED 亮

{

digitalWrite（Led， HIGH）;

Serial.println（“open the door”）;

delay（5000）;

}

else

{

digitalWrite（Led， LOW）;

Serial.println（“close the door”）;

delay（5000）;

}

}

4 结论

智能家居中传感器还有很多，展示就做以上几个例子。大体上无外乎就是开关量和模拟量两类。欢迎大家讨论，关注。