超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。超聲波是一種振動(dòng)頻 率高于聲波的機(jī)械波，由換能晶片在電壓的激勵(lì)下發(fā)生振動(dòng)產(chǎn)生的，它具有頻率高、波長短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點(diǎn)。超聲波對(duì)液體、固體的穿透本領(lǐng)很大，尤其是在陽光不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會(huì)產(chǎn)生顯著反射形成反射成回波，碰到活動(dòng)物體能產(chǎn)生效應(yīng)。因此超聲波檢測(cè)廣泛應(yīng)用在工業(yè)、、生物醫(yī)學(xué)等方面以超聲波作為檢測(cè)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。②測(cè)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(cè)距離為S=1/2vt。

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。小功率超聲探頭多作探測(cè)作用。它有許多不同的結(jié)構(gòu)，可分直探頭（縱波）、斜探頭（橫波）、表面波探頭（表面波）、蘭姆波探頭（蘭姆波）、雙探頭（一個(gè)探頭反射、一個(gè)探頭接收）等。

超聲波距離傳感器技術(shù)原理

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。晶片的大小，如直徑和厚度也各不相同，因此每個(gè)探頭的性能是不同的，我們使用前必須預(yù)先了解它的性能。超聲波傳感器的主要性能指標(biāo)包括：

（1）工作頻率。工作頻率就是壓電晶片的共振頻率。當(dāng)加到它兩端的交流電壓的頻率和晶片的共振頻率相等時(shí)，輸出的能量大，靈敏度也高。

（2）工作溫度。由于壓電材料的居里點(diǎn)一般比較高，特別時(shí)診斷用超聲波探頭使用功率較小，所以工作溫度比較低，可以長時(shí)間地工作而不產(chǎn)生失效。超聲探頭的溫度比較高，需要單獨(dú)的制冷設(shè)備。

（3）靈敏度。主要取決于制造晶片本身。機(jī)電耦合系數(shù)大，靈敏度高；反之，靈敏度低。

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(duì)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)鈧鞲衅鳌⑷梭w感應(yīng)器、振動(dòng)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。

對(duì)于智能家居來說，傳感器扮演著相當(dāng)于人的眼睛、耳朵、鼻子等的功能，是所有分析數(shù)據(jù)的入口，沒有了傳感系統(tǒng)的智能家居系統(tǒng)無疑是“殘疾”的系統(tǒng)，它沒有自我感知能力，無法實(shí)現(xiàn)真正意義上的智能。傳感器及其解決方案可以不斷電判斷用戶的身體與生活狀態(tài)、深度學(xué)習(xí)用戶的喜好，連續(xù)監(jiān)測(cè)用戶的生命特征的信號(hào)、監(jiān)控家居設(shè)備狀態(tài)以及室內(nèi)外的環(huán)境與天氣，這對(duì)智能家居實(shí)現(xiàn)真正的人性化創(chuàng)造了基礎(chǔ)。在未來，傳感器的技術(shù)將更精準(zhǔn)、迅速。所謂精準(zhǔn)就是為系統(tǒng)提供對(duì)口、有效的數(shù)據(jù)，也就是不會(huì)誤報(bào)、漏報(bào)等情形；準(zhǔn)確就是提供精度更高、誤差范圍更小的數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)不會(huì)失真；把超聲波傳感器安裝在合適的位置，對(duì)準(zhǔn)被測(cè)物變化方向發(fā)射超聲波，就可測(cè)量物體表面與傳感器的距離。迅速就是反應(yīng)靈敏度高、響應(yīng)快，以滿足智能家居應(yīng)用場(chǎng)景的需求。