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[技术探讨] HA智能家居真的难-2/16自己搞感应器篇

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发表于 2022-7-6 17:34:43 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 ferryboat 于 2022-7-30 00:05 编辑

之前搞了灯光, 接着继续搞感应器
之前搞得灯光

智能家居里的其中一个令人又爱又恨的子系统: 感应器系统, 这个肯定要接进HA, 自动化毕竟是智能家居的核心, 今天来念叨念叨这个

老规矩, 我学习我才有发言权, 翻了很多资料, 来说说人在房间里的状态问题, 因为必须先搞清楚原理, 要不不是感应器服务我, 变成感应器折腾我

人在房间里的3个状态
要判断屋子里有没有人,  这里人在屋子里其实分成三种情况
  • 粗判断:人浅浅的在屋子里大致停留一下, 时间几分钟, 然后离开
  • 精确判断:人在屋子里静态的呆上10多分钟, 然后离开
  • 精细判断:人在屋子, 在屋子的某个位置

第一种情况:粗判断:人浅浅的在屋子里大致停留一下, 时间几分钟, 然后离开
这种情况, 通常使用市面上58G频率以下的感应器, 这里面种类很多, 红外, 超声波, 微波, 雷达等等, 一般呢, 吸顶安装或者墙面安装都有, 能通过红外, 超声波等来识别人体, 以及动作, 讲的通俗一点就是到处都能买到的互联网传感器一类的.

吸顶大致就是长这么个样子
del.jpg

红外+24G微波,可以更加精确一点
del.jpg

为什么将他们归做一类, 因为他们都无法做到去真的判断完全静止的一个人, 也就是马桶上完全没动静在专心刷手机的人, 哈哈.
所以他们适合判断一下房间内有人,并且短时间停留, 如果一旦进入静止状态, 出现误判的概率加大.
但是优势也不可忽略, 那就是性价比高, 当然在这个性价比基础上, 通过智能家居的调试使其延时增大, 就可以大大解决误判的问题.
比如我自己家的厕所就采用这种性价比方案, 没有安装开关, 感应器识别以后, 灯光延时10分钟, 同时在10分钟之内, 再次检测到我动作以后, 时间再顺延10分钟, 直到10分钟后没有检测到我动作为止, 灯光关闭, 排风扇停止.

第二种情况:人在屋子里静态的呆上10多分钟, 然后离开
这种情况, 可以用另外的2种感应方案来解决检测完全静态的人体
  • 从安防演变而来的红线射线感应器
  • 62G毫米波心跳感应器
  • 压力传感器

第一种红外射线解决方案
del.jpg


1.先说说第一种红外射线方案, 这是一种低成本高精度的解决方案, 利用左右两个固定点一发一收红外射线, 一旦红外被打断, 即认为有人, 非常精确, 还记得以前很多电影里的偷盗场面, 带个眼镜就能看到各种射线, 就是这玩意.
所以呢, 这种方案即使人完全不动, 只要你人在这, 就没有误判, 100%精确.
缺点呢, 当然有, 左右都得装, 难看啊, 这不符合颜值党的最爱.
2.再来说说毫米波心跳感应器, 这种感应器实际就是汽车自动驾驶技术上的感应器, 拿到了家里来用, 这个是可以穿透物体的, 也就是当你安装在吊顶的时候, 是不用开孔的, 等于是隐蔽安装.

外观就是雷达, 啥都没有
del.jpg

他是怎么工作的呢, 他可以定向, 多少距离, 这个位置有没有动静, 在施工的时候, 可以大致对准心脏附近, 然后就能获得持续信号, 在一些高端住宅应用较多, 因为可以有效的完全避免误判, 比如宠物的随意走动等等
实际普通老百姓其实不太需要这么精确的检测机制, 这个就属于感应器系统里比较炫的那一种, 在一些极致美学要求的需求里比如完全隐藏就可以大放异彩, 但是检修又成问题咯, 哈哈, 凡事没有完美, 不是吗?

3.最后一种压力感应器, 很简单, 很精确, 塞座椅里面, 塞床下面, 你坐上去就能感知, 没有误判也是很有意思的一种解决方案

座椅改造专用
del.jpg

第三个情况:人在屋子, 在屋子的某个位置
这种是最精细的控制, 我们来拿一个房间说事
比如房间内:
  • 顶部有灯带漫反射做基础照明
  • 有一个沙发,沙发旁边有个落地阅读灯做重点照明
  • 另外还有一个写字台, 在写字台上有个台灯做重点照明
当男主人走进房间的时候, 当然希望灯带能自动亮起, 坐下沙发想看书, 希望那个阅读灯可以自己亮, 做到桌子上的时候又希望台灯可以亮起来, 当然来开桌子台灯又可以自己关
当然女主人进来, 希望感受多点人气, 希望一下子就把所有灯都开打.
这里你不但得识别有没有人, 还得识别在房间里的是谁?
这时候,近场感应器就登场了, 插一个USB就可以开始工作了

近场感应, 差个USB就开始工作了
del.jpg

当男主人进房间的时候, 10米以内探测到, 就开灯带, 跑到沙发, 距离近场感应3米了, 就开落地灯, 跑书桌了, 近场感应1米, 就开台灯, 一旦离开, 又关
女主人进来就全开, 爽爽气气.
有人会问怎么这么神奇? 连摄像头都没有怎么会知道是谁进了房间?
其实这里检测的不是人, 是你口袋里的手机而已, 蓝牙是有距离探测的, 蓝牙是有身份的, 而且蓝牙检测的是信号, 这就没有误判了, 这是一个很典型的科技转换生产力的IDEA, 想明白么?就这么简单.
这种感应器早些年叫做近场感应, 现在叫法时髦了点叫做室内定位, 以前有很大的几千方的宅子的话就用这个在屋子里找人定位是非常方便的, 嗯, 所以用他来开个灯关个灯都是小CASE拉...
好了都讲完了,种类就这么多, 实际的应用还是看人

总结:1分设备,9分靠人
1分设备,9分靠人, 好的规划, 安装, 调试才能使每种感应器达到最佳的判断效果, 纯粹想躺在某种技术上就想获得100%效果是不切实际的.
拆解需求+比较方案+规范安装+严谨调试=100%效果

我自己家里感应器应用
施工中...随时更新
好了,开始讲讲自己家里的感应器, 首先, 观点要明确, 我认为, 智能化准备大规模上大面积的智能家居系统, 家里感应器是必不可少的, 其可以提供大量的便利性, 特别是自动化特性, 同时, 在特殊的情况下, 这些感应器群在家里甚至可以实现安防报警的特性, 所以对于感应器的应用, 其实更应该分成自动化感应以及同一设备不同用途的安防感应器来讲. 好了, 上图

布置
一共计划安装4个感应器, 但实际感应器的数量非常恐怖, 容我后面慢慢道来
del.jpg

吸顶的安防感应器主要集中在4个区域, 由于是1楼区域, 也要把部分的安防考虑进去
  • 最北侧厨房区域门窗处安装第1个感应器
  • 最南侧阳台方装第2个感应器
  • 房子中间的左右厕所各装第3以及第4个感应器
  • 在最东侧进门处吊顶里隐蔽安装了入户门锁信号检测
感应器选型的话, 原计划使用超声波+红外线的双层判断感应器, 后来想想也没什么必要, 既然都没有办法100%判断完全静止的人, 那不如直接使用红外, 通过延时效果来达到判断进制人的状态. 什么是延时判断呢? 比如我延时判断是10分钟, 那么当感应器第一次判断有人在的时候, 我的智能家居就要求他开始计时, 当整个10分钟内, 再也没有探测到人的存在, 这个时候, 这个区域灯光就关闭, 如果在第3分钟探测到人了, 那么这个时间又再增加10分钟, 也就是到原本的第13分钟后, 灯光再依次关闭, 以此类推.
再来看位置, 最北侧厨房和最南侧阳台2个感应器, 平时其实基本不太用, 回家基本这些区域就会打开, 那么主要用途其实是安防系统, 当离家的时候这里设防.
卫生间的2个是比较纯粹的灯光感应器用途, 当然设定延时10分钟, 基本上卫生间的误判可以完全避免, 同时, 在浴室这里有个门窗, 卫生间感应器是靠外安装, 当外出的时候, 打开卫生间门, 这里就可以探测走廊, 也可以达到安防的效果
还有就是主入户门这里安装有门锁感应器, 两个用途, 开门的自动化场景, 和撬门进来的信号报警.
反正都是一个模式, 即一个感应器, 充分发挥他们的作用.

外观上考虑尽可能小巧, 定了几个5厘米的迷你感应器, 保证美观
del.jpg

除此以外, 其实在走道和房间门口, 我都是希望能有感应器去启动过道或者房间内的基础照明, 但是到处去装感应器也非常难看, 所以最后还是把感应器的主意又转回智能面板本身, 我的想法是, 面板本身必须带有感应器功能, 这样等于感应器隐蔽安装了, 家里也可以真正实现大面积部署的安防效果

最终考虑安装带有内置感应器功能的8键刻字面板
del.jpg

有人接近面板,可触发其他事件



面板的部署一上, 马上全屋感应器了
del.jpg

所以, 当前, 在面板的加持下, 特别是卫生间这边的盥洗室一块区域完全的自动化, 同时,在 东北侧的工作室这里, 进房间前就可以通过面板自动开灯, 变得非常方便.
最后把初步的感应器的布置, 直接整合进智能家居控制界面, 并且同样的是根据我的户型定制化的私人定制模式, 一目了然,来看下初步效果

安装过程

准备好开孔器
del.jpg



预留了控制线
del.jpg

厨房窗户位置得感应器安装效果
del.jpg

卫生间得感应器
del01.jpg

阳台区域感应器安装
del.jpg

可以看到用了非常小, 平时可以忽略

初步效果, 之后整合进HA还要进一步细化


由于感应器部分非MODBUS, 因为HA和硬件接口直接GITHUB上已经有现成得对接程序, 所以直接把感应器对接放在了硬件接口, 然后统一用大神得HA接口对接即可
del.png


当然, 感应器后续在入住后还要进一步进行磨合, 包括很多内容, 要语音配合吗? 报警的声音要多大. 同时哪些区域要做到进一步的感应都需要入住以后进一步的磨合, 因为在感应器之前, 其实已经有门锁入户信号, 以及每天的时间信号可以作为家里的整个系统的基准.
另外, 还有一些比如晚上起夜的撤防等等, 都放到安防里一起再去唠叨吧, 这里就单独讲讲感应器

未完待续

下面开始部署基础网络
第三篇基础网络









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发表于 2022-7-6 20:56:38 | 显示全部楼层
坐观大佬~~~

不过在家里追踪手机这个,实际不准把。。在家里很多时候并不会随时拿着手机。。
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发表于 2022-7-7 19:01:34 来自手机 | 显示全部楼层
手机适合在家离家判断,家里可能用蓝牙信标更合适
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 楼主| 发表于 2022-7-7 19:08:57 | 显示全部楼层
sirakawa 发表于 2022-7-6 20:56
坐观大佬~~~

不过在家里追踪手机这个,实际不准把。。在家里很多时候并不会随时拿着手机。。 ...

曾经碰到过兄台你说的这个情况, 主要问题不是房间之间的问题
反而是房间的上面房间, 或者房间的下面的房间
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发表于 2022-7-9 08:00:13 来自手机 | 显示全部楼层
传感器的汇聚点在哪里?有网关吗
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发表于 2022-7-10 17:59:45 | 显示全部楼层
意思手机的蓝牙得一直开着?
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 楼主| 发表于 2022-7-11 11:21:45 | 显示全部楼层
evantalk 发表于 2022-7-9 08:00
传感器的汇聚点在哪里?有网关吗

你好, 我自己用的是EIA-485模式感应器, 都会汇集到网络接口, 然后采集后通过硬件接口和HA再进行集成
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