浅析智能楼宇系统中的传感器类型及应用

李蕾 杨丽英 刘珍娜

摘 要：传感器技术作为一种智能感知技术在当今社会有着广泛的应用。从传感器的概念和基本应用出发，结合它在智能楼宇系统中的应用对其常见类型进行讨论。

关键词：传感器;智能楼宇;自动化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.16.138

传感器技术广泛的应用在社会生活中的各个领域，比如智能楼宇、机器人、工业生产和汽车自动化控制领域。将传感器技术有效的应用于自动化系统中，能够及时将不同节点的数据进行采集，并且在相关的过程中有效的抗干扰，这将自动化技术应用做出全面的提升。

1 传感器的概念

传感器是一种检测设备，它能将收集到所测量的数据信息，并将其按照规律转化为电信号或者是其他所需形式进行数据传输， 用于控制电路的通断，利于高效地进行信息的处理、传输、存储、显示等，传感器技术在自动化生产领域中得到高度重视，因此传感器技术水平的高低对自动化水平的影响较为显著。

2 传感器的类型

传感器的类型很多，不同类型的传感器适用于不同的环境。因此在适合的环境中选择合适的传感器，可以使我们的生活更加的智能化和人性化。下面以智能楼宇系统中的主要传感器类型进行分析。

2.1 消防安全系统

智能楼宇设计当中最为重要的设计因素则是安全，因此更能体现出火灾控制系统实时监测可能发生安全隐患的各区域的重要性。常见的火灾监控系统传感器包括烟雾传感器和消防水管水压传感器。烟雾传感器的功能可概述为：自动检测对应区域的烟雾浓度，一旦烟雾浓度超过一定值时，烟雾传感器会将数据反馈到终端，由控制系统触发报警系统;且可以根据要求打开自动喷水装置和切断区域内的电源和气源。消防水管水压传感器，实时监控消防水管中的水压，确保在火情发生时适量能够得到保证。因此当传感器检测到数据时并反馈到终端，以保证控制系统进行有效的调控水量和水压。

2.2 门禁系统

门禁，不仅仅是狭义上出入权限;广义上涵盖各种可以通行的通道，已经发展成为一套完整的出入系统，因此需要运用到各种的传感器，通常爱用的是刷卡和密码的输入方式，同样包括指纹、面部和虹膜等常见的生物识别方式。

大家常见的刷卡式门禁系统并不能满足高校用于甄别夜不归宿和晚归的学生，针对学生因勤工俭学晚归和突然生病外出就医等特殊情况，每次都叫醒宿管人员无疑加大了宿管人员的工作量。因此可以在门禁系统中加入上位机和下位机模块，运用校园卡RFID模块将数通过控制器传递给上位机，将学生的信息进行比对分析，若符合则开门并记录晚归信息。

在生物识别方式中常见的则是指纹识别方式，市面上常见的两种识别方式为电光指纹识别器和电容指纹识别器。电光指纹识和常见的扫描器的工作原理相近，同样是将样本的纹理照亮，再利用摄像头进行捕捉，之后对扫描到的图片数据和已有的数据细节进行分析对比，若细节吻合度较高，则用户的身份则会被确认授权。而电容指纹识别器的精确度则相对高一些，原因是电容指纹识别利用的是包含两个由绝缘层隔开的导体板组成的一组小的电容阵列，每一个宽度都小于指纹的宽度。当电容扫描器扫描到指纹的时候，凸起的指纹作为导电介质将部分导体连接起来，从而形成闭合回路产生电流，而接触不到指纹的其余元件则会保持分离的状态。同电光指纹识别器一样电容指纹识别器也会将采集到的数据进行分析对比，不同的是电光指纹识别器扫描的是一张明暗分布的图片，而电容指纹识别器则会得到一张指纹图，因此电容式指纹识别器的精确度更高安全性更好。

2.3 照明节能控制系统

楼梯间、前室等使用频率较低区域的照明常采用声控传感器、光控传感器和红外传感器等主要元器件构成的开关进行控制。

声控照明系统的原理是利用了两种传感设备：声控传感器和光控传感器，即由声音和光来共同控制灯具的亮灭，具体体现在当光照不足時，一定程度的声音强度（可调）可以激活控制电路，实现灯具的点亮。

光控传感器的敏感元件为光敏电阻，通常在有光照射时，光敏电阻的电阻值会减小，从而影响对应电路中的电压分配，经过电压比较器后输出一个低电平;反之，光线太暗，则输出一个高电平，这样就可以将光信号转化为控制电路的电信号，实现灯具的控制。

红外感应开关是利用了热释电红外传感器和光控传感器，光控的原理同声光控感应开关。热释电红外传感器是一种能检测人体发射红外线的高灵敏度红外探测元件，采用非接触的形式检测人体红外辐射的能量变化，并将其转化为电信号输出，从而驱动照明电路，实现照明节能控制。

2.4 空调控制系统

空调控制系统中最为常见的有一氧化碳传感器和二氧化碳传感器。尤其是一氧化碳检测是十分重要的。在调查过程中，笔者发现绝大多数的家庭会安装燃气热水器，在燃气的过程中又增加了一项安全隐患，因此一旦发生燃气泄漏事件，那么空气中的一氧化碳的含量将会大大增加，给人类的生命带来巨大的伤害。当传感器检测到一氧化碳含量超标，在打开报警系统的同时也将信息传递给空调控制系统，进行换气，由此消除安全隐患。通过温度传感器检测室内实时温度，经系统内部运算，经控制中心分析后激活制冷机或热力站;再与调温模块共同作用下，完成室内温度恒定的要求。还有一种是检测空间内是否有人的带球体聚光镜的红外线“人体感应器”，将室内的空间划分为三个区域，通过对“人所在的场所”和“其活动量”进行分析监测，仅向有人的场所输送气流。这种传感器的使用对于更加环保，同时也更加的省电。

科技改变世界，同样也改变着我们的生活，以传感器为主要元件的各种高科技产品已应用到我们的工作、生活中，为我们带来安全、便利的同时，提高了我们的用户体验，感受到了科技带给我们的生活享受。随着传感器技术的不断发展，必将让我们的明天更加美好。

参考文献：

[1]朱爱林.智能建筑中的楼宇自动化设计及其应用[J].建筑科学，2012（02）：45-58.

[2]王志萍，刘志富，王炜.传感器技术在自动化控制系统中的应用[J].科技信息，2009（17）：63.

课题来源：山东劳动职业技术学院科技类项目：基于多传感器融合的位姿检测系统（2018KJ01）

作者简介：李蕾（1989-），女，山东定陶人，本科，初级，研究方向：自动化。