PIR傳感器和超聲波傳感器在功能上有什么區(qū)別？
我們的環(huán)境和社會(huì)正迅速變得更加緊密地聯(lián)系在一起，從而變得更加智能。這種互連技術(shù)正在改變和改善我們的生活和工作方式，為我們的家庭和工作場(chǎng)所帶來(lái)更高的生產(chǎn)力和效率。
這場(chǎng)革命的核心是物聯(lián)網(wǎng)（IoT）——一個(gè)已經(jīng)包含數(shù)十億設(shè)備的連接設(shè)備網(wǎng)絡(luò)，隨著新設(shè)備和應(yīng)用的不斷涌現(xiàn)，并沒(méi)有放緩的跡象。
盡管這種智能連接技術(shù)的應(yīng)用多種多樣且不斷增長(zhǎng)，但其中一些最成熟和最常見(jiàn)的是建筑能源管理(BEM)和安全領(lǐng)域。在能源成本上升和環(huán)境問(wèn)題幾乎成為每個(gè)議程的焦點(diǎn)的今天，充分利用能源是一個(gè)越來(lái)越重要的話題。
除了能夠管理能源的高效使用外，大多數(shù)智能樓宇系統(tǒng)還提供高度自動(dòng)化，為樓宇居住者提供便利。然而，為了真正有用，這些系統(tǒng)需要能夠檢測(cè)到人類的存在（或不存在）。憑借此功能，他們可以提供自動(dòng)化的“按需”能源管理，在有人需要時(shí)打開(kāi)燈并控制環(huán)境。
檢測(cè)人員存在的主要技術(shù)有兩種：熱釋電/被動(dòng)紅外(PIR)和超聲波。兩者的工作方式完全不同，并具有不同的好處，具體取決于應(yīng)用程序。
所有溫度高于絕對(duì)零的物體都會(huì)以輻射的形式釋放熱能——這就是所謂的維恩定律。PIR傳感器的工作原理是檢測(cè)紅外線(IR)輻射的這種變化，從而檢測(cè)人或任何其他溫暖移動(dòng)物體的存在。
PIR傳感器通常有兩個(gè)插槽，每個(gè)插槽都可以檢測(cè)紅外輻射。當(dāng)一個(gè)溫暖的物體（人）經(jīng)過(guò)探測(cè)器前面時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生一個(gè)正脈沖，當(dāng)它穿過(guò)第二個(gè)探測(cè)器窗口時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生一個(gè)負(fù)脈沖。這代表運(yùn)動(dòng)，并使用基于一對(duì)運(yùn)算放大器的相對(duì)簡(jiǎn)單的模擬電子設(shè)備來(lái)生成信號(hào)以指示移動(dòng)的溫暖物體的存在。通常，光學(xué)紅外濾光片安裝在傳感器的前部，以將波長(zhǎng)限制在感興趣的范圍內(nèi)——例如，來(lái)自人體的紅外能量約為10微米。
PIR探測(cè)器可以覆蓋的區(qū)域取決于它在房間中的位置以及通常安裝在傳感器元件上的鏡頭。在許多情況下，這將是一個(gè)菲涅耳透鏡（通常由半透明塑料制成），將大面積的紅外輻射集中到傳感器上。
另一種方法是使用超聲波換能器來(lái)檢測(cè)建筑物中的人。它使用頻率高于人類能聽(tīng)到的頻率的聲波——通常在30kHz到10MHz的范圍內(nèi)。換能器包括一對(duì)裝置，一個(gè)是發(fā)射器，另一個(gè)是接收器。聲音脈沖以給定頻率發(fā)射，當(dāng)它從路徑上的物體反彈時(shí)，它將被接收器反射并捕獲。在空房間中，反射將來(lái)自對(duì)面的墻壁，接收反射所需的時(shí)間將與換能器與墻壁之間的距離成正比。當(dāng)一個(gè)人進(jìn)入房間時(shí)，脈沖會(huì)從他們身上反射出來(lái)，因?yàn)樗麄儽葔Ρ诟?，接收反射所需的時(shí)間更少。
這些類型的系統(tǒng)被稱為“飛行時(shí)間”（ToF）系統(tǒng)，因?yàn)閷?duì)于給定的介質(zhì)（例如空氣），聲波以恒定速度傳播——這意味著可以檢測(cè)到物體的距離通過(guò)了解接收聲音脈沖需要多長(zhǎng)時(shí)間。
PIR和超聲波檢測(cè)可用于獨(dú)立系統(tǒng)和“連接”（IoT）系統(tǒng)，主要用于檢測(cè)人員的存在——但還有其他應(yīng)用。
照明控制是許多BEM系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。它可以感知人的存在并控制照明，以便僅在需要時(shí)才打開(kāi)。PIR傳感器可用于此目的，但它們確實(shí)需要人體移動(dòng)。另一方面，超聲波傳感器可以掃描空房間，然后知道何時(shí)有一個(gè)或多個(gè)人在場(chǎng)。作為更復(fù)雜的BEM的一部分，此信息可用于控制和自動(dòng)化供暖、通風(fēng)和空調(diào)(HVAC)系統(tǒng)，以節(jié)省能源并最大程度地減少對(duì)環(huán)境的影響。
PIR傳感器非常常用于家庭和商業(yè)應(yīng)用中的安全或入侵檢測(cè)系統(tǒng)。由于它們遠(yuǎn)離潛在的入口點(diǎn)（門或窗），因此它們會(huì)在入侵者到達(dá)傳感器并對(duì)其進(jìn)行篡改之前檢測(cè)到任何入侵者。
聯(lián)網(wǎng)機(jī)器人在家庭和商業(yè)應(yīng)用中越來(lái)越受歡迎。在家里，簡(jiǎn)單的機(jī)器人可以在無(wú)人看管的情況下吸塵，類似的技術(shù)也越來(lái)越多地用于機(jī)器人割草機(jī)。這些機(jī)器人路徑中的物體是一個(gè)問(wèn)題，通常使用超聲波換能器來(lái)檢測(cè)這些障礙物并改變行進(jìn)方向。
在大型工廠和倉(cāng)庫(kù)等工業(yè)應(yīng)用中，機(jī)器人用于將貨物從一個(gè)地方移動(dòng)到另一個(gè)地方。盡管這些自動(dòng)導(dǎo)引車(AGV)可能旨在在沒(méi)有物體的定義路徑上運(yùn)行，但幾乎所有AGV都使用超聲波換能器來(lái)檢測(cè)無(wú)意中留在其路徑上的其他AGV和物體。
這種非接觸式距離傳感技術(shù)有很多應(yīng)用。例如，超聲波傳感器通常嵌入在罐中以測(cè)量液位。這同樣適用于家用取暖油罐，以及加工行業(yè)的大型化工罐。在物聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)世界中，液位信息可用于驅(qū)動(dòng)管理自動(dòng)補(bǔ)給的系統(tǒng)。
