门磁传感器，智能家居背后的隐藏开关

电子发烧友网报道（文/黄山明）当前，智能家居技术的一项发展趋势，便是将人机交互做得越来越无感，不需要用户进行额外的操作，相关智能家居便会提供相应的服务，将科技隐藏在日常生活中，而门磁传感器便是智能家居市场这一操作的重要器件。
 
门磁传感器的工作原理
 
通常而言，门磁传感器分为左右两部分，分别为磁控条和门磁主体组成。磁控条内装有一块永久磁铁，用来产生恒定的磁场，而门磁主体内部则会有一个常开型的干簧管。当永磁体与干簧管靠近时，门磁传感器处于工作守候状态，而当永磁体远离干簧管时，就处于常开状态。简而言之，门磁传感器的工作主要依赖于干簧管在磁铁磁力作用下改变通断状态。
 

 
图源：Aqara

 
而干簧管也叫磁簧开关，是一个通过所施加的磁场进行操作的电开关。通常形态是将两个触片密封在一个玻璃管中，同时为了避免触点氧化，还会在玻璃管中充入惰性气体。当有磁铁靠近干簧管时，两个触片被吸合，相当于开关闭合；而当磁铁拿开时，触片在弹力作用下回复原位，相当于开关断开的状态。
 
值得注意的是，磁簧开关早在1936年，便由贝尔电话实验室的Walter B. Ellwood所发明，并于1940年在美国申请专利，至今已有超过80年的历史。
 
此外在如今的门磁传感器中，大多都会加入霍尔传感器。而霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器，可以用来检测磁场的存在和变化。
 
原理是当一个通电导体置于磁场中，在该导体两侧会产生电压，该现象称为霍尔效应。该效应是霍尔于1879年在研究金属的导电机构时发现的，后来发现半导体、导电流体等也有这种效应，并且半导体的霍尔效应比金属要强得多，利用这种现象制成的各种霍尔元件，被广泛应用在工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面，门磁传感器便是其中的一项应用场景。
 
比如将霍尔传感器应用在门磁传感器时，门磁处于守候状态时，磁场最强，因此霍尔电压最大。而当门磁处于常开状态时，磁场方向不再针对霍尔传感器，以及距离拉远的原因，导致霍尔电压减小甚至为零。
 
通过对霍尔电压大小变化规范进行设定，就能起到对门磁状态监测的作用，从而达到安防报警的目的。
 
同时，为了提高门磁传感器的智能化，通常还会在线路板上安装无线模块，从而可与外部移动终端进行无线通信连接，如手机、平板电脑等，通过外部移动终端可对门磁传感器进行智能化控制。
 
门磁传感器的应用场景
 
由于门磁传感器与霍尔传感器都已相当成熟，随着智能家居的发展，更是拓展出更丰富的应用场景。同时门磁传感器一般安装都较为隐蔽，大多被用作于安防报警，尤其在传统的家庭安防系统中，更是发挥异常监测后进行出声、发光形式的报警，其智能化并不高。
 
而门磁传感器两部分分开后，会一直处于报警状态，这时还需要用户主动通过外部移动终端上的软件来充值清除报警状态，导致门磁传感器解除报警的操作比较单一。当然也有部分产品会在门磁传感器主机上安装一个复位按键，按下复位按键同样能起到解除报警的作用。
 
不过新冠疫情的影响，市场中对于门磁传感器的需求大增，主要是应用在各地政府对于防控疫情的措施当中，比如应用在隔离的酒店、家庭以及社区管理中，借助NB-IoT、ZigBee等连接技术，来实现对相关门磁传感器的管理。
 
由于主要注重在安防领域，因此优先入局的主要为安防企业，如海康威视、宇视科技、万佳安、艾礼安、锐士达、海曼、精华隆、麦乐克、美安科技、朗鑫智能、豪恩科技等。
 
但目前已经看到，门磁传感器正在向智能化转变，更多将应用在对智能家居的控制上。并且借助门磁传感器的成熟且简单的控制方式，让无感式智能家居人机交互成为可能。
 
比如与智能马桶进行联动，在卫生间门口安装一个门磁传感器，用户打开房门，自动启动智能马桶的预清洁功能，并提前打开马桶盖等相关操作。
 
或者联动浴室的智能暖灯，打开浴室房门时，自动启动浴室暖灯并调整到合适的温度，当洗浴完之后，打开浴室门出去，自动关闭相关灯具，从而达到无感式的人际交互方式。
 
市场中，门磁传感器的价格在数十到上百元不等，不过由于各家智能家居生态仍然存在壁垒的情况下，想要实现门磁传感器与相关智能家居联动，只能从同一生态中进行选择。并且市场中很少有提供完整门磁联动解决方案，需要用户自己动手来实现，有一定的学习成本。
 
公开资料显示，2017年，门磁传感器同样原理的窗户传感器市场规模为74.3亿美元，北美市场在当时占据全球最大份额。预计到2025年，整个市场规模将达到154亿美元，2018年至2025年复合年增长率为9.3%。
 
随着当前智能家居朝着全屋智能方向迈进，鉴于门磁传感器的简单、成熟、易用等特点，预计将在智能家居领域发挥越来越重要的作用，并进一步推动无感式全屋智能的进程。