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所帶來更高的生產(chǎn)力和效率。
這場革命的核心是物聯(lián)網(wǎng)（IoT）——一個已經(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，但其中一些最成熟和最常見的是建筑能源管理(BEM)和安全領(lǐng)域。在能源成本上升和環(huán)境問題幾乎成為每個議程的焦點(diǎn)的今天，充分利用能源是一個越來越重要的話題。
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)需要能夠檢測到人類的存在（或不存在）。憑借此功能，他們可以提供自動化的“按需”能源管理，在有人需要時打開燈并控制環(huán)境。
檢測人員存在的主要技術(shù)有兩種：熱釋電/被動紅外(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。
所有溫度高于絕對零的物體都會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紅外線(IR)輻射的這種變化，從而檢測人或任何其他溫暖移動物體的存在。
PIR傳感器通常有兩個插槽，每個插槽都可以檢測紅外輻射。當(dāng)一個溫暖的物體（人）經(jīng)過探測器前面時，它會產(chǎn)生一個正脈沖，當(dāng)它穿過第二個探測器窗口時，它會產(chǎn)生一個負(fù)脈沖。這代表運(yùn)動，并使用基于一對運(yùn)算放大器的相對簡單的模擬電子設(shè)備來生成信號以指示移動的溫暖物體的存在。通常，光學(xué)紅外濾光片安裝在傳感器的前部，以將波長限制在感興趣的范圍內(nèi)——例如，來自人體的紅外能量約為10微米。
PIR探測器可以覆蓋的區(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檢測建筑物中的人。它使用頻率高于人類能聽到的頻率的聲波——通常在30kHz到10MHz的范圍內(nèi)。換能器包括一對裝置，一個是發(fā)射器，另一個是接收器。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，它將被接收器反射并捕獲。在空房間中，反射將來自對面的墻壁，接收反射所需的時間將與換能器與墻壁之間的距離成正比。當(dāng)一個人進(jìn)入房間時，脈沖會從他們身上反射出來，因為他們比墻壁更近，接收反射所需的時間更少。
這些類型的系統(tǒng)被稱為“飛行時間”（ToF）系統(tǒng)，因為對于給定的介質(zhì)（例如空氣），聲波以恒定速度傳播——這意味著可以檢測到物體的距離通過了解接收聲音脈沖需要多長時間。
PIR和超聲波檢測可用于獨(dú)立系統(tǒng)和“連接”（IoT）系統(tǒng)，主要用于檢測人員的存在——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，以便僅在需要時才打開。PIR傳感器可用于此目的，但它們確實需要人體移動。另一方面，超聲波傳感器可以掃描空房間，然后知道何時有一個或多個人在場。作為更復(fù)雜的BEM的一部分，此信息可用于控制和自動化供暖、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），因此它們會在入侵者到達(dá)傳感器并對其進(jìn)行篡改之前檢測到任何入侵者。
聯(lián)網(wǎng)機(jī)器人在家庭和商業(yè)應(yīng)用中越來越受歡迎。在家里，簡單的機(jī)器人可以在無人看管的情況下吸塵，類似的技術(shù)也越來越多地用于機(jī)器人割草機(jī)。這些機(jī)器人路徑中的物體是一個問題，通常使用超聲波換能器來檢測這些障礙物并改變行進(jìn)方向。
在大型工廠和倉庫等工業(yè)應(yīng)用中，機(jī)器人用于將貨物從一個地方移動到另一個地方。盡管這些自動導(dǎo)引車(AGV)可能旨在在沒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檢測無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)動管理自動補(bǔ)給的系統(tǒng)。
