超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。以超聲波作為檢測手段，必須產(chǎn)生超聲波和接收超聲波。完成這種功能的裝置就是超聲波傳感器，習(xí)慣上稱為超聲換能器，或者超聲探頭。 超聲波探頭主要由壓電晶片組成，既可以發(fā)射超聲波，也可以接收超聲波。超聲探頭的核心是其塑料外套或者金屬外套中的一塊壓電晶片。構(gòu)成晶片的材料可以有許多種。超聲波傳感器主要材料有壓電晶體（電致伸縮）及鎳鐵鋁合金（磁致伸縮）兩類。電致伸縮的材料有鋯鈦酸鉛（PZT）等。壓電晶體組成的超聲波傳感器是一種可逆?zhèn)鞲衅鳎梢詫㈦娔苻D(zhuǎn)變成機(jī)械振蕩而產(chǎn)生超聲波，同時(shí)它接收到超聲波時(shí)，也能轉(zhuǎn)變成電能，所以它可以分成發(fā)送器或接shou器。有的超聲波傳感器既作發(fā)送，也能作接收。超聲波傳感器由發(fā)送傳感器（或稱波發(fā)送器）、接收傳感器（或稱波接shou器）、控制部分與電源部分組成。完成這種功能的裝置就是超聲波傳感器，習(xí)慣上稱為超聲換能器，或者超聲探頭。發(fā)送器傳感器由發(fā)送器與使用直徑為15mm左右的陶瓷振子換能器組成，換能器作用是將陶瓷振子的電振動能量轉(zhuǎn)換成超能量并向空中輻射；而接收傳感器由陶瓷振子換能器與放大電路組成，換能器接收波產(chǎn)生機(jī)械振動，將其變換成電能量，作為傳感器接手器的輸出，從而對發(fā)送的超聲波進(jìn)行檢測。控制部分主要對發(fā)送器發(fā)出的脈沖鏈頻率、占空比及稀疏調(diào)制和計(jì)數(shù)及探測距離等進(jìn)行控制。

智能家庭安防系統(tǒng)由三部分組成，其中，家庭無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、監(jiān)控終端依次對應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)的感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層。家庭無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由設(shè)置于家庭內(nèi)部的各種安防傳感器、家庭智能網(wǎng)關(guān)組成。

安防傳感器一般包括監(jiān)控?cái)z像機(jī)、燃?xì)鈧鞲衅?、人體感應(yīng)器、振動傳感器、以及報(bào)警按鈕等，它們均作為無線傳感網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，利用藍(lán)牙、wifi、zigbee等無線通訊技術(shù)接入。大量的傳感器構(gòu)建成的這個(gè)密布且無形的網(wǎng)絡(luò)，保障了家庭的安全。

為獲取數(shù)據(jù)，在2013年，就有國家提出“萬億傳感器革命”的口號，旨在推動社會基礎(chǔ)設(shè)施和公共服務(wù)中每年使用1萬億個(gè)傳感器，預(yù)計(jì)在2030年后將100萬億傳感器嵌入到各種場所，可以預(yù)見，在不久的將來，我們身邊將到處布滿傳感器，再把大量傳感器采集的數(shù)據(jù)與開放數(shù)據(jù)等組合，依托人工智能等技術(shù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，就會產(chǎn)生價(jià)值更高的數(shù)據(jù)。超聲波在媒質(zhì)中的反射、折射、衍射、散射等傳播規(guī)律，與可聽聲波的規(guī)律并沒有本質(zhì)上的區(qū)別。

多年以來，傳感器市場規(guī)模也是呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢，隨著物聯(lián)網(wǎng)的興起，傳感器產(chǎn)業(yè)迎來了巨大的發(fā)展契機(jī)，以及隨著從事傳感器技術(shù)研發(fā)的機(jī)構(gòu)和投入不斷增多，傳感器技術(shù)也取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。

傳感器工作原理介紹

在當(dāng)前的空氣凈化領(lǐng)域，空氣質(zhì)量傳感器幾乎已經(jīng)成為凈化設(shè)備的標(biāo)配附件，其作用是對空氣中的PM2．5等顆粒物濃度進(jìn)行監(jiān)測，工作原理如下：

在傳感器內(nèi)部設(shè)有恒定光源（如紅外發(fā)光二極管），空氣通過光線時(shí)，其中的顆粒物會對其進(jìn)行散射，造成光強(qiáng)的衰減。其相對衰減率與顆粒物的濃度成一定比例。

在與光源對角的另一側(cè)設(shè)有光線探ce器（如光電晶體管），它能夠探測到被顆粒物反射的光線，并根據(jù)反射光強(qiáng)度輸出PWM信號（脈寬調(diào)制信號），從而判斷顆粒物的濃度。對于不同粒徑的顆粒物（如PM10和PM2．5），其能夠輸出多個(gè)不同的信號加以區(qū)分。②測量輸出脈沖的寬度，即發(fā)射超聲波與接收超聲波的時(shí)間間隔t，故被測距離為S=1/2vt。