超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。超聲波是一種振動(dòng)頻 率高于聲波的機(jī)械波，由換能晶片在電壓的激勵(lì)下發(fā)生振動(dòng)產(chǎn)生的，它具有頻率高、波長短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點(diǎn)。超聲波對(duì)液體、固體的穿透本領(lǐng)很大，尤其是在陽光不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會(huì)產(chǎn)生顯著反射形成反射成回波，碰到活動(dòng)物體能產(chǎn)生效應(yīng)。因此超聲波檢測廣泛應(yīng)用在工業(yè)、、生物醫(yī)學(xué)等方面以超聲波作為檢測手段，必須產(chǎn)生超聲波和接收超聲波。完成這種功能的裝置就是超聲波傳感器，習(xí)慣上稱為超聲換能器，或者超聲探頭。隨著物聯(lián)網(wǎng)的興起，智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備、智能硬件以及智能家電等與人們生活息息相關(guān)的產(chǎn)品逐步走上互聯(lián)互通的道路，這些都為智能家電的發(fā)展創(chuàng)造了全新的空間。

　　超聲波探頭主要由壓電晶片組成，既可以發(fā)射超聲波，也可以接收超聲波。小功率超聲探頭多作探測作用。它有許多不同的結(jié)構(gòu)，可分直探頭（縱波）、斜探頭（橫波）、表面波探頭（表面波）、蘭姆波探頭（蘭姆波）、雙探頭（一個(gè)探頭反射、一個(gè)探頭接收）等。

我們都知道超聲波傳感器分為發(fā)射、接收、收發(fā)一體3種，但發(fā)射和接收的原理分別是怎樣的呢？超聲波是一種振動(dòng)頻率高于聲波的機(jī)械波，由換能晶片在電壓的激勵(lì)下發(fā)生振動(dòng)產(chǎn)生的，它具有頻率高、波長短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點(diǎn)。當(dāng)從超聲波發(fā)射傳感器輸入頻率為40KHz的脈沖電信號(hào)時(shí)，壓電晶體會(huì)因變形而產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)頻率在20KHz以上，由此形成了超聲波。那么該超聲波經(jīng)錐形共振盤共振放大后定向發(fā)射出去；接收傳感器接收到發(fā)射的超聲波信號(hào)后，促使壓電晶片變形而產(chǎn)生電信號(hào)，通過放大器放大電信號(hào)。

發(fā)射頭是利用壓電效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生超聲波的，就是在發(fā)射頭不斷給出一定頻率的如40KHz的電壓信號(hào)，就可以產(chǎn)生超聲波?？梢钥紤]利用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然功率不大的可以用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)。

超聲波傳感器的頻率主要有2種，分別是25KHz和40KHz；超聲波是一種頻率大于20KHz的音波。發(fā)射式的傳感器本身發(fā)射超聲波，再接受反饋的超聲波；接收式的傳感器本身不發(fā)射超聲波，是通過傳感器接收超聲波，將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，進(jìn)行測量。

智能家庭安防系統(tǒng)由三部分組成，其中，家庭無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、監(jiān)控終端依次對(duì)應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)的感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層。家庭無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由設(shè)置于家庭內(nèi)部的各種安防傳感器、家庭智能網(wǎng)關(guān)組成。

安防傳感器一般包括監(jiān)控?cái)z像機(jī)、燃?xì)鈧鞲衅?、人體感應(yīng)器、振動(dòng)傳感器、以及報(bào)警按鈕等，它們均作為無線傳感網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，利用藍(lán)牙、wifi、zigbee等無線通訊技術(shù)接入。大量的傳感器構(gòu)建成的這個(gè)密布且無形的網(wǎng)絡(luò)，保障了家庭的安全。