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2025智能家居千亿市场爆发:7大MEMS传感器及发展趋势全解析
来源: | 作者:AI 小秘书 | 发布时间: 2025-05-16 | 59 次浏览 | 分享到:
有数据显示,到 2025 年,全球智能家居市场规模预计将达到 1460 亿美元 ,较 2020 年的 766 亿美元显著增长。而在中国,智能家居市场发展势头迅猛,2022 年市场规模已攀升至 4517 亿元,预计到 2025 年,这一数字将突破 8000 亿元 ,甚至有预测称中国市场规模在 2025 年有望达到 1.5 万亿元,同比增长 20% 以上,中国正成为全球智能家居市场增长的核心驱动力 。



智能家居落地的两大突破点,一个是以WiFi、Zigbee、Zwave和蓝牙为主的无线技术标准的统一,另一个就是传感器、芯片等硬件的创新发展。以下是智能家居主流传感器及应用。


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温湿度传感器

温度传感器主要用于探测室内、室外环境温度。家庭环境中应用最多的是热敏电阻。热敏电阻器是敏感元件的一类,按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器(PTC)和负温度系数热敏电阻器(NTC)。热敏电阻器的典型特点是对温度敏感,不同的温度下表现出不同的电阻值。正温度系数热敏电阻器(PTC)在温度越高时电阻值越大,负温度系数热敏电阻器(NTC)在温度越高时电阻值越低,它们同属于半导体器件。

湿度传感器主要用于探测室内、室外环境湿度。湿敏元件是最简单的湿度传感器。湿敏元件主要有电阻式、电容式两大类。湿敏电阻的特点是在基片上覆盖一层用感湿材料制成的膜,当空气中的水蒸气吸附在感湿膜上时,元件的电阻率和电阻值都发生变化,利用这一特性即可测量湿度。湿敏电容一般是用高分子薄膜电容制成的,常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亚胺、酪酸醋酸纤维等。当环境湿度发生改变时,湿敏电容的介电常数发生变化,使其电容量也发生变化,其电容变化量与相对湿度成正比。




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烟雾传感器

烟雾探测器是主要响应燃烧或热解产生的固体、液体、微粒、即烟雾粒子的探测器,主要用来探测可见或不可见的燃烧产物及起火速度缓慢的初期火灾。可分为离子型、光电型、激光型和红外线束型四种。




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PM2.5 粉尘传感器

粉尘传感器一般采用光学方式进行测量,其工作原理是光照射粒子时,不同尺寸和浓度的粒子会有不同的散射图像,通过散射光分布的检测就能测量粉尘浓度的具体情况。


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可见光传感器

可见光传感器主要用于测量室内可见光的亮度,用于调整室内亮度。传感器将光信号转化为电信号输出。通过传感器的检测和驱动控制可实现:室内光亮充裕时,预设灯具开关主动闭合;而室内光度不足时,预设灯具开关可主动开启。


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热释电红外传感器

它可把波长10微米左右的红外信号转化为电信号,当没有人体移动时,感应器检测到的只是场所的背景温度,如果有人体进入探测区,通过菲涅尔透镜,感应器探测到的是人体温度和背景温度的差异值。热释电红外传感器可广泛用于自动报警装置、感应水龙头、自动冲水马桶、自动照明和自动窗帘等。




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气敏传感器

现如今,空气质量越来越成为人们关心的问题,因此无线气体传感器吸引了越来越多厂商的兴趣。气敏传感器可以检测空气中特殊气体的成分含量,传感器利用声表面波速和频率与外界环境变化有正相关特性原理制作,即当气敏膜与待测气体相互作用,使气敏膜膜层质量与导电率发生变动,引发压电晶体声表面的波频率产生漂移;气体浓度变化,膜层质量和导电率变化大小也发生变化。通过探测声表面波频率改变就可以准确的反应气体浓度的变化。

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声音传感器

声音传感器,主要用于测试室内声音,达到声控的效果。具体地说就是用一个小弹片来感应声音并通过一个继电器把声音信号转换成电信号,在声音足够大的时候电信号也足够大,这时候的电信号就传到开关的触头上,来使电路接通或者断开。

现在智能家居中的传感器基本都是集成传感器,集成传感器是利用集成电路工艺将半导体敏感元件、测量处理电路集成在一个芯片上制成的性价比高、使用方便的小型化传感器。



智慧电梯

数万电梯入网,一旦发生故障,就无线上传中央控制中心,锁定“病灶”何处,还能通过传感器,远程自动“体检”,预警亚健康状态。智慧电梯里有平层传感器、开关门传感器、温度传感器、湿度传感器、生命传感器等。智慧电梯在出现故障时,各类传感器感知了电梯状态,就会向电梯运行安全监控平台发出危险信号,同时会根据不同的响应级别通知维保单位、救援单位、物业公司,甚至是急救中心等。  此外,管理人员还能通过电梯内的摄像头知晓现场的情况,也可以通过电梯内的显示屏跟乘客进行视频对话。

传感器可提前预知电梯故障,比如,电梯门一旦被卡,传感器可以监测关门阻力大小,提前预见故障,还能精确测定哪一楼层的电梯门碰到障碍。更神奇的是,“智慧电梯”物联网还能主动“遥感”检测,发现潜在风险。以电梯刹车——制动器为例,电梯物联网会在凌晨夜深人静之时,向“智慧电梯”下达指令,暂停使用,保持无人,再进行刹车验证试验。物联网向电梯马达施加转矩,模拟电梯在超载情况下加力升降,考察它能否在指定楼层停得住。

智能家居MEMS传感器发展趋势

一方面,采用敏感结构和检测电路的单芯片集成技术,能够避免多芯片组装时引脚引线引入的寄生效应,改善了器件的性能,提高了抗干扰能力。微电子和微机械加工技术制造出来的微型传感器由于采用了系统级封装方式,与传统传感器相比,具有体积小、质量轻、成本低、功耗小、可靠性高、适于批量化生产、易于集成和实现智能化的特点,在智能家居中已经起到决定系统的部分。

另一方面,在智能家居应用中,传统的与总线相连的传感器价格昂贵,传感器组网的开销成本巨大,在一些区域布线困难,且不同类型的传感器和控制系统的软硬件之间协议不兼容。因此,随着无线传感器网络技术的发展与成熟,无线传感器网络产品开始凭借自身独特的优势,开始逐步替代传统有线传感器产品,并渗入到智能家居领域的各个环节。