家居智能化下的传感器新挑战

电子发烧友网报道（文/黄山明）在家居智能化的当下，传感器成为其中不可或缺的一环。或者说，正是由于传感器的加入，让家居向智能化迈出了重要的一步，因此传感器在智能家居上的技术变革，也代表着智能家居未来的发展方向。
 
用创新技术来降低传感器成本
 
瑞士Sensirion是一家以优质可靠的传感器解决方案闻名全球的企业，盛思锐贸易（深圳）有限公司（以下简称盛思锐）则是Sensirion在中国的全资子公司。为了探究传感器在智能家居发展过程中的演变，电子发烧友网专程采访了盛思锐中国区家电市场销售主管杜成。
 

 
杜成表示，盛思锐目前在智能家居中两大块进行布局，一个是智能家电，另一个为IAQ监测仪类的消费电子产品，公司几乎涵盖了所有传感器的技术。
 
从智能家居市场角度来看，温湿度传感器由于适用范围广，增速较快，即便盛思锐温湿度传感器已经做了20多年，但近几年仍然发现市场并未饱和，反而对于这种传感器仍存在大量需求。
 
其他如检测PM2.5、CO₂的传感器尽管需求也在增长，但增速并未如温湿度传感器这么快，其主要原因在于成本。通常温湿度传感器成本较低，而PM2.5、CO₂传感器动辄数十上百元，许多企业无法承受。
 

 
NDIR红外光学传感器SCD30

 
以检测CO₂为例，传统的技术是采用NDIR红外光学，这种技术已经持续投入市场数十年，好处是性能等各方面都非常稳定，但问题在于此类传感器需要一个很长的通道，从发射端到接收端，越长越准，因此体积通常较大，同时光的发射端与接收端比较贵，叠加近几年元器件的涨价，让这种传感器价格水涨船高。但下游需求仍在，因此不少客户表示，能不能做得更便宜。
 
问题在于，这项技术已经非常成熟，大家价格其实都差不多，但想要做得更低，就无法简单的通过规模生产来降成本，除非用技术来创新。
 
用发射光线来检测CO₂的方法很成熟，短时间内也基本无法找到其他更有效的检测方法，但在不一定要用接收光线的方法。
 
据杜成透露，几十年前实验室中便有一种技术，同样通过发光检测CO₂，但光线被CO₂吸收后会发出震动。依靠这个特性，只需要旁边放一个麦克风，听到震动声音的大小，通过简单的算法便能够计算出CO₂含量的多少，声音大CO₂含量多，声音小意味着CO₂含量少。
 

 
改进后的光声CO₂传感器SCD4x

 
因此盛思锐通过这项技术突破尺寸壁垒，将其做成了一个小型的CO₂传感器，尺寸仅为10.1 x 10.1 x 6.5mm³，不仅元器件变少，成本变低，同时还不怕摔，耐用性、稳定性都更好，成本也减少了50%左右。
 
智能家居发展下的传感器新需求
 
随着智能家居的发展，对于传感器的要求也越来越高。从智能家居的发展上，杜成表示目前看到了对传感器影响的三个需求的变化。
 
一是个性化需求。越来越多客户希望为自家空气净化器增加空气质量检测的功能，除了常见的温湿度，TVOC（可挥发性有机化合物总量）传感器外，针对中美等国家，会有许多燃油车排放尾气，从而产生如氮氧化物（即二氧化氮等致癌物质）检测的需求。
 
盛思锐一些重要客户也会提出此类的要求，比如戴森希望将VOC传感器升级，既能够检测TVOC又能检测氮氧化物。最后通过技术升级，实现了一个传感器同时输出两个信号，满足了客户的要求。
 
二是集成化需求。同样是戴森，在一款新开发的空调扇中同时集成PM2.5传感器、VOC传感器和温湿度传感器等，却也面临设计更加复杂，测试难度也更大的问题。
 
为此，盛思锐开发了一款多合一传感器模块，可准确测量PM2.5、TVOC、温湿度等多种环境参数。不仅极大节省了产品的内部空间，并且也减少了许多不必要的排线布置等，总体算下来成本比原来单个传感器更低。

 
多合一传感器模块SEN5x

 
三是不同地区的针对性设计。比如在中国，会有许多客户要求空气净化器带甲醛检测的功能，盛思锐因此专门为中国客户研发了一款电化学原理的甲醛传感器。
 
但问题在于电化学甲醛传感器寿命较短，从揭开包装那一刻起传感器便已经开始与空气进行反应，通常有效时间仅在1-2年，寿命太短，可能还没到消费者手里，传感器已经失效了；二是传感器的抗干扰性需求较高；三是甲醛传感器通常用于工业检测，但市区甲醛一般含量较低，因此需要在低量程的情况下保证高精准性。最后，盛思锐为客户提供了一款满足要求的产品。

 
甲醛传感器SFA30工作寿命长达6年

 
 
盛思锐的坚持
 
杜成表示，盛思锐的研发创新团队分为两批，一批看5年以内，主要将现有技术进行匹配，调制出满足客户需求的产品；另一批则是看长远，主要是专攻创新技术，着眼于未来。
 
盛思锐每年都会将营收的20%投入到研发当中，来保证自身技术的领先性，而且已经持续了多年。盛思锐在传感器出厂检测上，更是依靠技术的创新，做到了每个传感器都能进行检测校验。
 
以技术创新来获得更高的营收，通过观察智能家居行业客户的需求来倒逼技术的迭代，以过硬的实力来获得市场的认可，或许这就是盛思锐的坚持。