红外传感器在物联网中的应用

    使用红外传感器来准确地测量在军事应用中的材料或气体的化学成分是众所周知的。然而，现在由于其迅速下滑的价格标签，这些红外传感器获得的物联网M2M应用互联网的牵引力，包括医疗诊断，成像和工业过程控制，火灾探测和远程气体泄漏检测，污染监测，并实时燃烧控制。

 

    有三种主要的波长/频率类别的红外光谱：近，中，和远红外线。近红外涉及光纤，红外传感器在700纳米- 1400纳米(0-7微米- 1.4微米)范围内。中红外包括在1400纳米波长-3000热感应装置(1.4微米- 3微米)范围内，而远，或热红外成像，涉及3000纳米-1毫米(3微米- 1000微米)；所有市场都看到了销售和产品开发的上扬。

 

    据ReportsnReports最近的市场研究报告，¹中红外传感器市场在2012年总计亿$ 789，并预计到2019年将达到$ 7十亿的动力增长，包括价格-性能的提高和单位成本下降从高$ 3，000每单位$ 300，在某些情况下，下降到大约8 $单位的所有道路。规模也从实验室规模移植到便携设备。

 

    一冬青Research的研究，中红外传感器：市场份额，战略和预测，全球范围内，2013年至2019年，²专注于传感器是如何成为物联网的网络系统的一部分，加油大量需求。什么是新的是一个广泛的传感应用中使用新类型的激光器，从工业过程控制和环境监测新的医疗诊断。

 

 

    红外传感器用于通过发射和/或检测红外线感知周围环境特征辐射，并且能够测量热由物体被发射并检测运动的。

 

    一些最重要的工具，用于保持清洁，安全，健康的环境是传感器，传感器系统，以及检测存在和量化量传感器网络的特定化学痕量气体。一旦源被定位，监测也由传感器提供的支持缓解和合规性。

 

    这也是工业过程和汽车监测和健康如此，特别是在呼吸分析。今天的标准昂贵和费时的医疗测试将让位给能够诊断当场医疗条件呼吸酒精检测仪。医疗护理会变得更加积极主动，远程照顾更准确的为今天的老龄人口。

 

    红外视觉有几个应用程序。它可以直观的热量泄漏的房屋，帮助医生监测血流量，识别环境中的环境化学物质，让艺术史学家根据涂料层来看看，并与隐形眼镜或可穿戴式电子整合。

 

    对于光通信，调制的红外光束由发射极LED由硅光电二极管接收的发送。红外数据协会标准为IR通信的基础。红外技术是用于远程地控制设备，其中的IoT使用的一个重要方面，并在连接的家庭应用中最常用的技术。

 

 

    的Melexis公司MLX90614家族包括用于非接触式温度测量的红外温度计。两个IR敏感热电堆探测器芯片和信号处理专用集成在同一TO-39罐。由于它的低噪声放大器，17位ADC和DSP单元，高精度和温度计的分辨率实现的。温度计出厂带PWM和SMBus(系统管理总线)输出校准。块10位PWM被配置成连续地发射在-20to120?C的范围测得的温度，用0.14?C的输出分辨率。MLX90614的操作由内部状态机(图1)，其控制的测量和对象和环境温度的计算，并通过PWM输出或SMBus-确实温度的后处理，以将它们输出控制。兼容接口

 

 

    家庭娱乐产品

 

    医疗/医疗设备

 

    应用实例

 

    高精度的非接触温度测量

 

    移动空调控制系统的热舒适性传感器

 

    对于住宅，商业和工业建筑空调温度传感元件

 

    汽车盲角检测

 

    家电用温度控制

 

    卫生保健

 

    运动检测

 

    多区温度控制 - 高达127的传感器可以通过两线被读

 

    体温测量

 

   

 

    图1：Melexis的MLX90614系列的框图。这些器件拥有体积小，成本低，功耗，易于集成，精度高了很多物联网的应用程序。

 

    在日前，VishayTSSP77P38红外探测器的中档接近传感器(图2)是接近感测应用的紧凑型红外探测器模块。它接收38千赫调制信号，并具有940纳米的峰值灵敏度。检测器的输出脉冲的长度变化的基础上的光从检测的物体反射的光量。

 

 

    图2：为设备(在底部的框图)基于物联网的应用程序包括机器人导航传感器，大尺寸触控面板感应器，并在停车场，自动取款机，多目标检测

 

    的TSSP77P38是一款紧凑型红外探测器模块接近传感应用。它接收38千赫的调制信号，并具有940纳米的峰值灵敏度。检测器的输出脉冲的长度成比例地被检测从物体反射的光的量而变化。

 

    另一个有趣的例子是Intersil的ISL29021数字接近传感器与中断功能，(图3)的集成接近和红外线传感器具有内置-in IR LED驱动器和I²C接口。它提供了红外感应与中断功能特点接近估计。

 

   

 

    图3：为ISL29021应用(上述框图)包括移动设备，消费电子设备和工业和医疗接近传感

 

    对于红外和接近传感，一个内部ADC是基于数字化的输出的电荷平衡的A / D转换技术来自光电二极管阵列信号时，内部的IR LED驱动器开启和关闭。噪声消除电路拒绝不必要的IR噪音。该驱动器输出电流为用户可选择高达100 mA的驱动不同类型的IR发射器的LED

 

    四种不同的操作模式，可以通过I²C接口选择：可编程红外感应一次，可编程的接近感测一次，可编程持续IR检测和可编程连续接近感应。该ISL29021支持一直保持到主机清除它通过I²C接口用于接近检测硬件和软件中断。

 

    总之，既红外和无线技术的进步，对短期和中期范围内的通信和控制新的应用将会出现。红外无线，在入侵探测器，家庭娱乐控制，机器人控制系统中；中程，行的视线激光通信，无线麦克风，耳机，调制解调器和外设的一台主机，将在作为“事物”连接一个越来越大的数量较大需求。