项目四 智能楼宇监控系统中传感器的应用

项目四智能楼宇监控系统中传感器的应用Contents传感器在消防报警系统中的应用1传感器在监控系统中的应用2传感器在智能家居中的应用3传感器在消防报警系统中的应用消防报警系统，又称火灾自动报警系统，它是由火灾早期特征传感器等触发装置、火灾报警设备、输出控制设备及具有其它辅助功能装置组成的。一般火灾自动报警系统和自动喷水灭火系统、防排烟系统、通风系统、室内消火栓系统、防火门、防火卷帘、广播系统等相关消防设备联动，自动或手动发出指令、启动相应的装置。火灾发展过程曲线传感器在消防报警系统中的应用1.感烟传感器感烟传感器(Smokedetector)又称感烟探测器，是通过检测烟雾的浓度来实现火灾防范的，由于烟雾是上升运动的，在没有看到明火或闻到烟味之前，传感器便已检测到烟雾的存在，它将探测部位烟雾浓度的变化转换为电信号实现报警。报警时，烟感器发出刺耳的声音，直到烟雾散去。真实火灾中，其工作稳定可靠，性能优于气敏电阻类火灾报警器。传感器在消防报警系统中的应用1.感烟传感器（1）点型感烟探测器

离子感烟探测器传感器在消防报警系统中的应用1.感烟传感器（1）点型感烟探测器

光电感烟探测器光电感烟探测器电路遮光型散射型传感器在消防报警系统中的应用1.感烟传感器（2）线型光电烟感探测器线型光电烟感探测器的发射单元为红外发光二极管，光源电路为脉冲状态，频率在30-50Hz范围内,一方面可抑制低频干扰信号,另一方面也可降低电源功耗。发射和接受单元结构示意图传感器在消防报警系统中的应用1.感烟传感器（2）线型光电烟感探测器

激光式感烟探测器

激光式感烟探测器由脉冲电源、激光发射器和光电接收器、脉冲放大及报警装置构成。主要是利用激光方向性强、亮度高、相干性好及单色性的特点研制的。在正常（无烟雾）情况下，脉冲激光束射到光电接收器上，将光信号转换为电信号，报警器不报警；当发生火灾（有烟雾）时，由于激光束在发射过程中有烟雾的遮挡，光束在一定程度上减弱，光电接收器接收的信号减弱到一定程度，探测器发出报警信号。传感器在消防报警系统中的应用1.感烟传感器（2）线型光电烟感探测器红外感烟探测器

探测器由发射器和接收器组成，采用红外线减光方式工作，不受烟色影响。传感器在消防报警系统中的应用1.感烟传感器（3）感烟探测器性能检验

感烟探测器的性能检验要依据正确、合理的国家标准进行。探测器产品技术性能要求和试验方法的国家标准是保证探测器性能一致、长期工作可靠、稳定、减少误报的重要环节之一。传感器在消防报警系统中的应用2.火焰传感器

由于不同燃烧物的火焰辐射强度和波长分布有所差异，其对应火焰温度的近红外波长域及紫外光域具有很大的辐射强度，根据这种特性制成火焰传感器。由于电磁辐射的传播速度极快，这种传感器对突然发生的火灾或爆炸能够及时响应。传感器在消防报警系统中的应用1.火焰传感器（1）紫外线火焰传感器紫外火焰探测器是对高温火焰辐射紫外光谱敏感（低温不敏感）的一种探测器，其探测波长小于400nm。可见光的光量子能量在1.85－3.1ev之间，紫外光的光量子能量在3.1—6.2ev之间，而大多数金属的逸出功在3ev以上，因此紫外光的光子能量能使大多数金属产生光电发射，故外光电效应适用于紫外光电效应。传感器在消防报警系统中的应用1.火焰传感器（2）红外火焰传感器红外光波长从0.76μm到l00μm，其最大特点就是具有光热效应，能辐射热量，它是光谱中最大光热效应区。红外火焰传感器是一种感光式火灾探测器，它以火焰辐射光谱中的波长较长的红外线作为测量介质，探测范围大、灵敏度高，适用于生产、运输和存储高度易燃物质的危险场，对于起火速度快且无烟遮蔽的明火火灾反应尤为灵敏。按探测机理可分成为光子探测器和热探测器。任务小结

主要知识点归纳如下：1．感烟式火灾探测器分为点型和线型两大类，点型感烟探测器具体又分为离子型和光电型两种，光电式感烟探测器根据其结构和原理分为遮光型和散射型两种。线型感烟探测器具体又分为激光型和红外型两种。2．离子感烟探测器的相对响应灵敏度增加得很小，即其响应灵敏度与烟的颜色近似无关；散射型光电感烟探测器对灰色的可见烟具有较高的响应灵敏度，由于黑烟对光的吸收作用而对其响应较迟钝。3.光电感烟探测器的优点是不存在污染，缺点是对小粒子响应小。4.火焰传感器根据响应波长又可分为紫外火焰传感器和红外火焰传感器。5.紫外火焰探测器是对高温火焰辐射紫外光谱敏感（低温不敏感）的一种探测器，其探测波长小于400nm。6.红外火焰传感器是一种感光式火灾探测器，它以火焰辐射光谱中的波长较长的红外线作为测量介质。传感器在监控系统中的应用1.图像传感器（1）楼宇视频监控系统简介视频监控方式第一阶段：全模拟视频监控方式，即用模拟设备传输模拟信号。优点是技术成熟、图像质量高、传输成本低，缺点是必须使用专用设备及线路才能监控，应用灵活性和扩展性差；第二阶段：模拟/数字混合监控方式（DVR)，可实现不同视频卡与多路视频通信，并支持实时视频和音频。优点是视频、音频信号质量高，应用灵活性好，性价比高，可与信息系统交换数据并实现不同地点的授权监控；缺点是只适合近距离传输且维护难度大；第三阶段：全数字化的网络监控方式，即前端摄像机可将采集的信号传到网上，通过浏览器便可观看网络服务器上的摄像机图像，还可通过网络实现对摄像机、云台、镜头的操控。楼宇视频监控系统主要用于安全防范目的，是通过对监控区域进行视频探测、控制、图像显示、同步录像和回放的视频信息系统或网络。传感器在监控系统中的应用1.图像传感器（1）楼宇视频监控系统简介监控系统构成楼宇监控系统从逻辑上由前端、传输、后端三大部分构成。前端部分主要由摄像机、镜头、解码器等构成，其作用是把系统所监视目标的光、声信号变成电信号，并送入系统的传输分配部分。传输部分由电缆等设备组成，是系统的信号通路，是前端和后端视频信号传递的桥梁，可为前端摄像机和解码器提供控制信号，同时传输电源信号；后端部分主要包括控制部分和显示记录设备，由控制台、监视器、录像机等设备构成，实现监控、录像等功能。楼宇视频监控系统主要用于安全防范目的，是通过对监控区域进行视频探测、控制、图像显示、同步录像和回放的视频信息系统或网络。传感器在监控系统中的应用1.图像传感器（2）图像传感器图像传感器，作为感光器件，是一种将光学图像转换成电子信号的设备，主要应用在数码相机和电子光学设备中。监控摄像机的图像传感器可根据元件的不同，可分为CCD（ChargeCoupledDevice，电荷耦合元件）和CMOS（ComplementaryMetal-OxideSemiconductor，金属氧化物半导体元件）两大类。从发展趋势来看，监控摄像机的图像传感器正逐渐从传统的CCD向CMOS转变。传感器在监控系统中的应用1.图像传感器（2）图像传感器CCD图像传感器电荷耦合器件（ChargeCoupleDevice，简称CCD）是一种金属氧化物半导体（MOS）集成电路器件。CCD广泛应用于交通、医疗等高端领域，其成像方面具有优势，特点高解析度（HighResolution）、低杂讯（LowNoise）、动态范围广（HighDynamicRange）、良好的线性特性曲线（Linearity）、大面积感光（LargeFieldofView）、光谱响应广（BroadSpectralResponse）、低影像失真（LowImageDistortion）、体积小、重量轻等。传感器在监控系统中的应用1.图像传感器（2）图像传感器CMOS图像传感器CMOS（ComplementaryMetalOxideSemiconductor）图像传感器出现于1969年,它是一种用传统的芯片工艺方法将光敏元件、放大器、A/D转换器、存储器、数字信号处理器和计算机接口电路等集成在一块硅片上的图像传感器件，这种器件的特点是：结构简单、处理功能多、成品率高和价格低廉。CMOS成像器件主要由像敏单元阵列和MOS场效应管集成电路组成。

CMOS成像器件原理框图传感器在监控系统中的应用2.气敏传感器和热释电人体传感器（1）空调监控系统在空调监控系统中，常用的空气处理设备是空调机组，其具有对输送空气加热、冷却、除湿、过滤、消声等功能，实现对空气的物理参数、状态参数进行调节，对空气的温湿度、洁净度等进行改善。新风机组给空调机组的循环风送进一定比例的新风，检测与控制和空调机组相同。空调监控系统新风机组调控原理：①温度、温度调节②新风阀的调节③空气质量保证④防堵、防冻保护传感器在监控系统中的应用2.气敏传感器和热释电人体传感器（2）气敏传感器气敏传感器是一种用来检测气体浓度、成分的传感器。它将气体种类及其与浓度有关的信息转换为电信号，根据电信号的强弱来判断待测气体在环境中的存在情况，实现对待测气体的检测和监控，可通过接口电路与计算机组成自动检测、控制和报警系统。气敏传感器的类型很多，主要有半导体式、接触燃烧式、化学反应式、光干涉式、热传导式、红外线吸收散射式。传感器在监控系统中的应用3.热释电人体红外传感器热释电人体红外线传感器是上世纪80年代末期出现的一种新型传感器件。热释电红外传感器不受白天黑夜的影响，可昼夜不停地用于监测室内有无人活动。热释电红外(PIR)传感器，亦称为热红外传感器，是一种能探测人体发射的红外线的新型红外探测元件。任务小结

主要知识点归纳如下：1．根据视频信号传输和处理方式划分，视频监控方式经历了三个阶段，分别是全模拟视频监控方式，模拟/数字混合监控方式（DVR)和全数字化的网络监控方式2．楼宇监控系统从逻辑上由前端、传输、后端三大部分构成。3.图像传感器可根据元件的不同，分为CCD（ChargeCoupledDevice，电荷耦合元件）和CMOS（ComplementaryMetal-OxideSemiconductor，金属氧化物半导体元件）两大类。4.CCD的工作过程可分为四步：信号电荷的产生、存贮、传输和检测。5.CMOS成像器件主要由像敏单元阵列和MOS场效应管集成电路组成。其中，像敏单元阵列由光电二极管阵列构成，是CMOS图像传感器的核心组件。像敏单元结构指每个成像单元的电路结构，有两种类型，即被动像敏单元结构和主动像敏单元结构。6.气敏传感器是一种用来检测气体浓度、成分的传感器。主要类型有半导体式、接触燃烧式、化学反应式、光干涉式、热传导式、红外线吸收散射式等。7.热释电红外线传感器(PIR)一般都采用差动平衡结构，由敏感元、滤光窗和场效应管阻抗变换器等组成。传感器在智能家居中的应用1.智能家居简介（1）什么是智能家居？智能家居并没有一个精确地定义，通常我们所说的智能家居就是以住宅为平台，通过综合采用先进的计算机、网络通信和控制技术（3C），建立一个集系统、结构、服务、管理为一体的居住环境。智能家居可实现家电控制、窗帘控制、照明控制、室内外遥控、电话远程控制、防盗报警、以及可编程定时控制等多种功能和手段，使人们的生活更加高效、环保、舒适、便利和安全。

传感器在智能家居中的应用1.智能家居简介（2）传感器在智能家居中的应用传感器的使用，让智能家居突破了第一阶段。当前，智能家居发展处于第二阶段，随着各类云平台的不断发展，大数据越来越受到人们的青睐，大数据价值不断被挖掘，智能家居将加速向第三阶段发展。随着智能家居、智能硬件、高端家电的兴起，传感器迎来了新的发展机遇，传感器市场变得火爆。目前，传感器在智能家居中的使用主要有健康类、安防类以及环境类。传感器在智能家居中的应用1.智能家居简介（2）传感器在智能家居中的应用智能家居系统中传感器的应用传感器在智能家居中的应用1.智能家居简介（2）传感器在智能家居中的应用智能家居系统中常用到的传感器有：压力传感器，可用作水位开关或更复杂的装置中，如洗衣机中泡沫量的监视；全自动洗衣机水位控制系统-压力传感器传感器在智能家居中的应用1.智能家居简介（2）传感器在智能家居中的应用智能家居系统中常用到的传感器有：化学传感器，用于水质监控，监测参数包括颜色、浑浊度、表面张力、洗涤剂溶度、ph值等；浊度传感器监控水质示意图传感器在智能家居中的应用1.智能家居简介（2）传感器在智能家居中的应用智能家居系统中常用到的传感器有：距离传感器，可与接近开关一起构成扫地机器人测距系统。扫地机器人结构示意图传感器在智能家居中的应用1.智能家居简介（2）传感器在智能家居中的应用智能家居系统中常用到的传感器有：温度传感器：湿度和温度一样，与人们的生产生活密切相关，但在常规的环境参数中，湿度是最难准确测