為精準(zhǔn)解讀國內(nèi)目前家庭范疇內(nèi)的智能傳感器應(yīng)用現(xiàn)狀，《智能家居》雜志、數(shù)智網(wǎng)、智能頭條發(fā)起聯(lián)合編制《2019家庭智能傳感器白皮書》，旨在全面梳理家庭內(nèi)傳感器的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。
1、定義智能家居傳感器
傳感器的定義：能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律(數(shù)學(xué)函數(shù)法則)轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。
智能家居傳感器定義：根據(jù)用戶的個人感官所獲，在智能家居系統(tǒng)中以數(shù)據(jù)體現(xiàn)，如果智能家居想要達(dá)到非常人性化的應(yīng)用，傳感器的采集能力一定要超越于人類本身所能感知的一切。
2、家庭范疇?wèi)?yīng)用的所有傳感器分類
傳感器就像人的五官：眼、耳、鼻、舌、皮膚，發(fā)揮著五覺：視、覺、嗅、味、觸作用，四肢等，承擔(dān)信息執(zhí)行功能，滿足人類基本需求。
六大類主流傳感器分類：氣敏、光敏、聲敏、磁敏、力敏、熱敏，具體應(yīng)用在氣體傳感器、顆粒物傳感器、人體感應(yīng)傳感器、安防傳感器、環(huán)境傳感器、其他傳感器。
3、智能家居傳感器的重點應(yīng)用
家庭范疇內(nèi)對傳感器的最大需求，依次包括氣體傳感器、顆粒物傳感器、人體感應(yīng)傳感器、火災(zāi)傳感器、環(huán)境傳感器及其他傳感器。
溫度傳感器在智能家居中可以保證室溫的恒定，是智能家居中必不可少的組成部分，在運用中，溫度傳感器可以根據(jù)季節(jié)的變化或者用戶的需求來調(diào)整溫度。
在溫度的測量中，通過溫度傳感器可以采集溫度信息，可以將數(shù)字信號轉(zhuǎn)化成為電信號，通過計算機系統(tǒng)的控制，將溫度的信息傳遞給計算機系統(tǒng)，繼而通過中央控制體系傳輸給空調(diào)，實現(xiàn)智能家居的溫度控制。
4、聚焦兩大類家庭傳感器
（1）環(huán)境監(jiān)測傳感的定義
環(huán)境監(jiān)測傳感是監(jiān)測家居內(nèi)的各種氣體、溫濕度、照度等。
（2）安防感應(yīng)傳感的定義
安防類的傳感器，是保障用戶人生安全類的傳感器。
（3）環(huán)境監(jiān)測類傳感的分類
溫濕度傳感器、氣體傳感器、顆粒物傳感器、水浸傳感器、照度傳感器、聲音傳感器、煙霧報警器等。
·溫濕度傳感器
由于溫度與濕度不管是從物理量本身還是在實際人們的生活中都有著密切的關(guān)系，所以溫濕度一體的傳感器就會相應(yīng)產(chǎn)生，測量溫度量和相對濕度量。
·可燃?xì)怏w傳感器
可燃?xì)怏w傳感器是對單一或多種可燃?xì)怏w濃度響應(yīng)的探測器，例如用于管道天然氣(甲烷)的檢測。
·水浸傳感器
浸檢測器是用電極探測是否有水存在，定性監(jiān)測。
·煙霧報警器
別稱火災(zāi)煙霧報警器、煙霧傳感器、煙霧感應(yīng)器等，通過監(jiān)測煙霧的濃度來實現(xiàn)火災(zāi)防范。
·智能環(huán)境監(jiān)測面板
內(nèi)置甲醛/VOC/甲烷/一氧化碳/空氣質(zhì)量/異味傳感器/五合一氣體傳感器，PM2.5傳感器，照度傳感器PM2.5，噪聲傳感器，溫濕度傳感器 ，同時支持RS485，Zigbee，Wi-Fi， Bluetooth等多種通訊方式。
·智能檢測儀
五合一氣體監(jiān)測器集成紅外復(fù)合氣體傳感器，檢測二氧化碳，甲烷，一氧化碳，甲醛和VOC等5類氣體，同時支持RS485，Zigbee，Wi-Fi，Bluetooth等多種通訊方式。
·PM2.5檢測儀
PM2.5檢測儀集成顆粒物傳感器和溫濕度傳感器，檢測環(huán)境中的PM2.5/PM10/PM1及溫濕度，同時支持RS485，Zigbee，Wi-Fi，Bluetooth等多種通訊方式。
（4）安防感應(yīng)傳感的分類
門窗磁開關(guān)傳感器、煙霧傳感器、人體移動傳感器、人體存在傳感器等。
·門窗磁開關(guān)傳感器
門窗磁是安全報警的一種裝置，用來探測門、窗、抽屜等是否被非法打開或移動。
·人體移動傳感器
用在走廊、過道等有人體活動的地方,有人走動時自動控制電源接通,與其它設(shè)備連接、從而實現(xiàn)開燈、開門、報警等功能,類似光控。
·人體存在傳感器
不僅可以感知動態(tài)人體，還可以感知靜態(tài)人體，彌補了移動傳感器只能探測動態(tài)人體的不足，精準(zhǔn)感知人的存在。
（5）智能家電傳感器應(yīng)用
智能空調(diào)：可內(nèi)置人體存在傳感器 ，根據(jù)人的存在判斷控制空調(diào)開和關(guān)，依據(jù)人分布控制空調(diào)的風(fēng)向和風(fēng)力。
智能油煙機：內(nèi)置PM2.5傳感器，VOC 傳感器，甲烷傳感器，一氧化碳傳感器，溫度傳感器，控制油煙機和燃?xì)庠?，用于煙灶?lián)動。
智能冰箱：內(nèi)置氣味傳感器，監(jiān)測實物新鮮度，氣味模式識別。
智能凈化器：內(nèi)置PM2.5傳感器，內(nèi)置甲醛傳感器，內(nèi)置VOC傳感器，內(nèi)置空氣質(zhì)量傳感器。
（6）家電中的傳感器具體應(yīng)用
傳感器在智能家電領(lǐng)域的應(yīng)用目前最為廣泛，家電能增加使用的舒適度、減少耗能和耗水、清洗方便、降低噪聲和振動、提高使用質(zhì)量、實現(xiàn)復(fù)雜的智能。所有的溫度測量中都使用了負(fù)溫度系數(shù)和正溫度系數(shù)熱敏電阻；用電感傳感器測量殘余的濕度；用轉(zhuǎn)速傳感器測量洗衣機和干衣機的轉(zhuǎn)動速度；電容傳感器應(yīng)用于按鈕開關(guān)操作；集成溫度傳感器顯示發(fā)動機過載；壓力傳感器用作水位開關(guān)或更復(fù)雜的裝置中，如洗衣機和烘干機中泡沫量的監(jiān)視；化學(xué)傳感器用于水質(zhì)監(jiān)控，監(jiān)測參數(shù)包括渾濁度、顏色、表面張力、洗滌劑溶度、pH值等，然后確定漂洗循環(huán)的次數(shù)（溶液傳感系統(tǒng)〉；光電系統(tǒng)用于監(jiān)測洗衣機的渾濁度，使得沖洗周期的次數(shù)與實際需要相符合（水劑傳感器系統(tǒng)〉；電磁傳感器用于洗碗機中控制噴水臂的移動；非接觸式檢測系統(tǒng)，例如，用于溫度控制的微加工熱電偶紅外傳感器，它還可以用于炊具、頭發(fā)護理器具和烤面包機中；流量傳感器可用于電扇和真空吸塵器中空氣質(zhì)量的檢測。加速度和坡度傳感器可用在電熨斗中；智能多氣體傳感器（人造鼻）可用于自動陪烤控制中等等。
5、智能傳感器VS傳統(tǒng)傳感器
智能傳感器（Intelligent Sensor）是由傳統(tǒng)傳感器和微處理器（或微計算機）及相關(guān)電路結(jié)合構(gòu)成，擁有信息處理功能，它充分利用計算機的計算和存儲能力，對傳感器的數(shù)據(jù)進行處理，并能對它的內(nèi)部行為進行調(diào)節(jié)，使采集的數(shù)據(jù)最佳。
智能傳感器帶有微處理機，具有采集、處理、交換信息的能力，是傳感器集成化與微處理機相結(jié)合的產(chǎn)物。
智能傳感器能將檢測到的各種物理量儲存起來，并按照指令處理這些數(shù)據(jù)，從而創(chuàng)造出新數(shù)據(jù)。智能傳感器之間能進行信息交流，并能自我決定應(yīng)該傳送的數(shù)據(jù)，舍棄異常數(shù)據(jù)，完成分析和統(tǒng)計計算等。
與一般傳統(tǒng)傳感器相比，智能傳感器具有以下三個優(yōu)點：通過軟件技術(shù)可實現(xiàn)高精度的信息采集，而且成本低；具有一定的編程自動化能力；功能多樣化。
6、智能傳感器的功能
自補償能力：通過軟件對傳感器的非線性、溫度漂移、時間漂移、響應(yīng)時間等進行自動補償。
自校準(zhǔn)功能：操作者輸入零值或某一標(biāo)準(zhǔn)量值后，自校準(zhǔn)軟件可以自動地對傳感器進行在線校準(zhǔn)。
自診斷功能：接通電源后，可對傳感器進行自檢，檢查傳感器各部分是否正常，并可診斷發(fā)生故障的部件。
數(shù)值處理功能：可以根據(jù)智能傳感器內(nèi)部的程序，自動處理數(shù)據(jù)，如進行統(tǒng)計處理，剔除異常值等。
雙向通信功能：微處理器和基本傳感器之間構(gòu)成閉環(huán)，微處理機不但接收、處理傳感器的數(shù)據(jù)，還可將信息反饋至傳感器，對測量過程進行調(diào)節(jié)和控制。
信息存儲和記憶功能。
數(shù)字量輸出功能：輸出數(shù)字信號，可方便的和計算機或接口總線相連。
7、家庭智能傳感器的其他結(jié)合應(yīng)用
目前除了環(huán)境與安防類的單一傳感器，目前結(jié)合應(yīng)用最多的是家電設(shè)備。
手機中就裝有陀螺儀、麥克風(fēng)、電子快門等多個傳感器。內(nèi)置傳感器的“智能鞋墊”，可以記錄用戶運動的數(shù)據(jù)，并與手機連接將數(shù)據(jù)上傳。
單一傳感硬件的多合一集成，可以實現(xiàn)光線傳感器、溫度傳感器、壓電傳感器、距離傳感器、陀螺儀、漏水探測器等，可以檢測定位、頻率、加速度等。
智能嬰兒紐扣，可以追蹤寶寶的平日運動，睡眠姿勢以及心率等。
Nest是世界第一款智能溫控器，內(nèi)置了多種類型的傳感器，可以不間斷地監(jiān)測室內(nèi)的溫度、濕度、光線以及恒溫器周圍的環(huán)境變化。
根據(jù)室內(nèi)光源強弱自動化調(diào)節(jié)的百葉窗，內(nèi)置角度傳感器對角度測量可以監(jiān)測百葉窗的位置。馬桶蓋內(nèi)置壓力傳感器，可以讓沖水系統(tǒng)接受信號后自動清洗，紅外感應(yīng)式自動打開的馬桶蓋。
六、目前存在的問題
1、產(chǎn)業(yè)鏈的全局問題
第一，傳感器的設(shè)計技術(shù)囊括了多種學(xué)科、理論、材料和工藝知識，突破起來十分困難，目前，在人才匱乏、研發(fā)成本高昂、企業(yè)惡性競爭激烈的情況下，我國還沒有突破傳感器一些共性關(guān)鍵技術(shù)。
第二，企業(yè)規(guī)模小，自主創(chuàng)新困難。大多數(shù)企業(yè)規(guī)模小，人才短缺，研發(fā)能力弱。這也導(dǎo)致多數(shù)產(chǎn)品屬于中低端，價格競爭激烈，附加價值較低。目前我國傳感器企業(yè)僅1600余家，大都以小微企業(yè)為主，盈利能力不強，缺乏技術(shù)引領(lǐng)的龍頭企業(yè)，導(dǎo)致資金、技術(shù)、企業(yè)布局、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、市場等方面呈現(xiàn)出分散的狀態(tài)，資源得不到有效集中，產(chǎn)業(yè)發(fā)展也遲遲無法走向成熟。
第三，產(chǎn)業(yè)化效率低，產(chǎn)業(yè)配套不足?？蒲型度氪螅晒a(chǎn)業(yè)化效率低，近年來，部分科研機構(gòu)雖然已市場化為導(dǎo)向，但是在技術(shù)先進性和產(chǎn)業(yè)化方面依然不足。
第四，市場跨度大，產(chǎn)品種類繁多。傳感器產(chǎn)業(yè)覆蓋的市場跨度大，應(yīng)用涵蓋了消費電子、工業(yè)控制等多個領(lǐng)域，但是每個行業(yè)的需求都不同，需要產(chǎn)品的種類也不同。
第五，資本不積極，缺乏長期投資。傳感器產(chǎn)業(yè)的技術(shù)壁壘高，開發(fā)周期長，這些因素都使得資本投入不積極，整個行業(yè)缺乏長期有效的投資。
第六，高端人才較為匱乏，由于傳感器行業(yè)發(fā)展處于起步階段，資金、技術(shù)和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)都較為薄弱，加之涉及學(xué)科多，要求知識面廣，新技術(shù)層出不窮，導(dǎo)致很難吸引到高端人才投身其中。此外，我國人才培養(yǎng)機制的不完善、不合理，也導(dǎo)致行業(yè)面臨人才缺乏問題。
2、傳統(tǒng)傳感器的局限性
許多企業(yè)都是引用國外的芯片加工，自主研發(fā)的產(chǎn)品較少，自主創(chuàng)新能力薄弱，在高端領(lǐng)域幾乎沒有市場份額。此外，科研院所在傳感器技術(shù)的研究方面已與國際接軌，但產(chǎn)業(yè)化瓶頸遲遲未能突破。
目前我國從事傳感器技術(shù)研發(fā)的主要是高校、中科院和相關(guān)部委的研究機構(gòu)，企業(yè)的技術(shù)實力較弱，很多是與國外合作，或是進行二次封裝。而在發(fā)達(dá)國家，傳感器的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化更多由企業(yè)來主導(dǎo)。
傳統(tǒng)的傳感器在智能家居領(lǐng)域依舊存在著一些局限性：與總線相連的傳感器代價昂貴，傳感器組網(wǎng)的開銷成本巨大；在一些區(qū)域布線困難；不同類型的傳感器和控制系統(tǒng)的軟硬件之間協(xié)議不兼容。
