Background
家庭传感器从功能角度大概有红外触感器、人体移动传感器、光照度传感器、温湿度传感器、燃气传感器、烟雾报警器和PM2.5传感器等。
- Body infrared/motion sensors 人体红外/移动传感器：这类传感器主要是感知人体存在从而实现人来灯亮人走灯灭的功能。之所以红外、移动双鉴传感器，主要是为了避免单纯红外探测器产生的误报情况，从而降低的整个智能家居系统的错误率。此类传感器主要联动的是智能照明系统，最常用的功能就是晚上回家，打开门自动打开灯光，非常的方便。
- 光照度传感器：灯光对我们的生活起到了非常大的作用，但是很多时候我们却忽视它，比如不管外面光线强弱，家里的灯一直保持一个亮度，增加用电量；看书的时候，光线太强也会对我们的眼睛造成一定的损伤；如果有了智能调光系统搭配光照度传感器，家里的灯光就会随着外界的亮度自动调节灯光的亮度，从而让家里的灯光始终保持一种舒适的亮度，同时还会减少用电量。
- 温度传感器：和光照度传感器功能比较类似，根据室内的温度变化自动调节温度，甚至可以实现空调自动开启和关闭，这个功能非常适用于学校、商场、办公等场合。所有的空调集中控制，当温度达到临界值的时候，空调会自动打开。相反，温度没有达到临界值，此时的空调面板的处于锁定状态的，只有管理员才有权限去操作。
- 燃气传感器、烟雾传感器：此类传感器是运用于安防领域，当传感器探测到传感器和烟雾的时候，会发送告警信息给业主，同时发送指令给机械手，关闭燃气阀门和打开窗户。如果此类传感器能大范围运用的话，那么每年燃气中毒的事件将减少很多。
- 人体传感器是智能家居中用的最多的组件之一，也是布置起来难度最大的组件，本文从原理讲起，详细说明一下人体传感器的特点、布置方法和使用技巧。人体传感器的基本功能是感应人体的移动，一定要注意，它感应的不是人体，而是人体的移动，这是由其原理决定的。
PIR Sensor Research
人体感应模块热释电人体红外传感器可以探测人体发出的红外线，但探测距离相对较短，一般在2m以内。为了提高检测距离，通常在传感器的受光前表面增加一个菲涅耳透镜，该透镜可以使检测距离达到10m以上。
(Fresnel lens)通常由高密度聚乙烯塑料制成，按照一定的制造方法，透镜被分成几个相等的部分。透镜有两个功能:一是聚焦光线；另一种是将检测区域分成几个亮区和暗区。当人进入检测区域的某一明亮区域时，人体发出的红外光被与该明亮区域相对应的透镜部分聚焦，然后通过传感器的滤光片照射到敏感元件上，使敏感元件产生电压；当人进入黑暗区域时，人体的红外光不能到达敏感元件，敏感元件两端的电压发生变化，即敏感元件两端的电压随着有无光而变化，变化后的电压被场效应晶体管放大后输出。传感器输出信号的频率与人们在探测范围内的明亮和黑暗区域之间移动的速度有关。移动速度越快，输出信号的频率越高。如果人在检测范围内固定不动，传感器输出固定电压。
菲涅耳透镜用于许多光收集应用，例如聚光系统或发射器/检测器设置。菲涅耳透镜是一种光学透镜，由蚀刻在塑料基板上的一系列同心凹槽组成。每个凹槽都充当一个单独的折射表面，而薄基板可最大限度地减少因吸收而损失的光量。高凹槽密度可提高图像质量，而低凹槽密度可提高整体效率。由于高度失真，菲涅耳透镜通常不用作放大镜或投影透镜。
门窗传感器
受限于原理，在实际使用中，门窗传感器需要注意以下几点：
1、要注意磁场干扰。因为门窗传感器使用软磁性材料，所以只要有比较强的磁场，门窗传感器就会判断为关闭，可能发生误判。
2、如果是铁质的门窗，要注意门窗传感器的安装位置。铁质的门窗，特别是门，对无线信号有很强的衰减作用，所以门窗传感器安装位置不合理的话，可能导致与网关的通讯不可靠甚至无法通讯。一般门窗传感器都建议避免安装在铁质安全门上，一方面影响通讯，另一方面可能导致铁门被磁化影响传感器，但是目前大部门安全门都为铁质，所以在应用的时候要特别注意，让网关尽量靠近门窗传感器以保证通讯，同时要注意避免用强磁性材料接近或者磁化铁门。
3、强烈的震动可能导致门窗传感器误判。因为干簧管内部的触点本身并不是固定的，而是可以移动的，所以对于强烈的震动，可能会导致干簧管的两个触头碰触从而误判。因此，建议将门窗传感器包含干簧管的部分安装在门窗框等震动较小的部位，以减小震动影响。
4、门窗传感器的传感距离有限。所以每种型号的门窗传感器都有有效距离限制，也就是门窗关闭状态下，干簧管与磁铁的最大距离。在安装过程中要注意一定要在有效距离以内，否则会导致无法探测关闭状态的情况。
智能家居物联网系统
智能家居控制系统需具有命令发射零碎的作用，重要是经过各类传感设备接纳各类传感信号，并触发控制命令或许经过人的自觉遥控、手动触发对应的发射类智能设备来收回控制命令，例如：温湿度传感器搜集室内的温湿度变化数据，按照需求设定温湿度变化的触发要求，当温度或湿度到达预设的触发要求时，就联动收回控制命令;当温度高时，空调开端制冷，当温度低时，空调开端制热。
若装置了亮度传感器，则当室内光照亮度充足时，预设的灯光主动封闭，当室内光照亮度不够时，预设灯光主动打开。若安防人体感应器，当设防时，监测到有人在活动时，马上触发报警，当非设防形态时，感应到人，主动开启预设的灯光，当监测到无人时，主动封闭灯光。以上这少许场景的完成，都是经过各类传感器来主动感应触发完成智能控制，当然也能够间接人为手动触发控制命令，例如：经过各类智能遥控器、墙上智能面板、家庭局域网内的不约束一台电脑间接触发控制命令，若人不在室内，还能够经过INTERNET长途控制来控制室内的全部设备。
系统特点
1、系统构成灵活。从总体上看，智能家居控制系统是由各个子系统通过网络通信系统组合而成的。你可以把可以根据需要，减少或者增加子系统，以满足需求。
2、操作管理便捷。智能家居控制的所有设备可以通过智能机，平板电脑，触摸屏等人机接口进行操作，非常方便。
3、场景控制功能丰富。可以设置各种控制模式，如离家模式，回家模式，下雨模式，生日模式，宴会模式，节能模式等，极大满足生活品质需求。
4、信息资源共享。可以将家里的温度，湿度，干燥度发布到网上，形成整个区域性的环境监测点，为环境的监测提供有效有价值的信息。
5、安装、调试方便。即插即用，特别用无线的方式，可以快速部署系统。
智能家居的通讯类型
目前人体传感器的类型大体分为两种：一种是蓝牙，一种是Zigbee （Z- Wave）
蓝牙类人体传感器最大的优势是无需再单独购买一个“网关”设备，只要家里有带蓝牙网关功能的小爱音箱或其他有蓝牙网关的智能电器就可以实现传感器联网，并且联网操作流程相对简单，而目前蓝牙类传感器的弊端是相对更费电一些，一个电池的续航时间是8个月-12个月。
Zigbee类人体传感器最大的优势是更省电，一个电池的续航时间是12个月-18个月，而弊端就是需要再单独购买一个“Zigbee网关”，并且操作流程相对复杂一些。
PIR 传感器应用
PIR传感器或被动红外传感器是一种电子仪器，可检测从其视野中存在的物体发出的红外辐射。 术语“无源”被添加为前缀，因为这些类型的传感器不会以任何形式辐射能量。 这些仪器用于通过其红外线辐射检测物体，动物和人类的运动。 检测器感测属于中红外波长范围的发射的黑体辐射（来自人，动物或物体），并将其与背景物体的温度进行比较。
红外线是频率在300 GHz至400 THz之间的电磁辐射[波长范围为10-3 – 0.7 x 10-6m]。 人眼看不到红外辐射。 红外线在加热食品和电视遥控器，光纤电缆，热像仪，医疗应用，运动探测器等中得到了应用。 PIR传感器主要用于检测和分析物体或人的运动。
Philips Hue Developer Program, [online] Available: http://developers.meethue.com/.
