Dati PCB - Automazione del rilevamento radar a onde millimetriche

Lo schema di percezione umana IoT radar MMW ottimizza il design per le scene interne, risolve il problema di interferenza del radar nell'uso interno attraverso un algoritmo unico e ha ampi scenari applicativi in vari schemi IoT come smart office e illuminazione intelligente.

La percezione umana del radar a onde millimetriche può anche essere installata nell'area conferenze per ottenere una gestione intelligente in combinazione con il sistema di prenotazione della conferenza.

Ad esempio, nello scenario di prenotazione della sala conferenze, se il radar di rilevamento installato nella sala conferenze non rileva che il personale della riunione entra nella sala conferenze entro l'orario prestabilito, le risorse della sala conferenze possono essere rilasciate automaticamente, garantendo così l'utilizzo efficiente delle risorse della sala conferenze.

Utilizzando la tecnologia radar ad onde millimetriche, selezionare le bande di frequenza radar ISM appropriate in base alle diverse caratteristiche ambientali (dimensione dello spazio, complessità ambientale).

Al fine di soddisfare al meglio le esigenze di personalizzazione dei clienti in diversi scenari, la sensibilità, il ritardo e la distanza dell'apparecchiatura possono essere regolate tramite APP o dialing, migliorando così notevolmente l'adattabilità del prodotto all'ambiente e ottenendo una connessione senza soluzione di continuità con la profondità degli scenari applicativi. Supporta il rilevamento fotosensibile (non abilitato per impostazione predefinita), rileva automaticamente giorno e notte e si attiva automaticamente per entrare nella modalità di rilevamento radar quando il giorno è buio e la notte è buio. Può essere ben applicato a lampade induttive e dispositivi di allarme di sicurezza, come corridoi, corridoi, garage, balconi, ecc. Può anche essere utilizzato come dispositivi di commutazione a risparmio energetico. In termini di interfaccia, il sensore di presenza umana radar intelligente fornisce interfacce diversificate tra cui contatto secco, forte corrente, PLC, 485 e metodi di comunicazione possono anche supportare graffiti / cloud privato / LORA / NB e altri metodi di comunicazione mainstream. La sensibilità di rilevamento (distanza di rilevamento), il tempo di rilevamento e l'illuminazione di controllo della luce possono essere regolate e controllate e la gamma di rilevamento è più accurata. In futuro, sarà ampiamente utilizzato in casa intelligente, Internet of Things, illuminazione intelligente e altri campi.

Ingegneri e architetti che progettano nuovi edifici per uffici e fabbriche sono sempre più alla ricerca di sensori migliorati per ottenere varie funzioni di sicurezza e sicurezza a risparmio energetico. Questi sensori sono utilizzati per rilevare il movimento e la posizione delle persone negli edifici per uffici e robot o altre macchine nelle fabbriche. All'inizio della progettazione, sono stati utilizzati vari tipi di sensori e un certo successo è stato raggiunto, ma i progettisti hanno appena scoperto il sensore ad onda millimetrica (mmWave). Il radar a chip singolo ad onda millimetrica a basso costo può agire come un sensore e fornire molti vantaggi che altri sensori non possono fornire. Con la costruzione e/o la trasformazione di nuovi edifici e fabbriche, i sensori di onde millimetriche possono aggiungere miglioramenti e nuove funzioni che prima erano impossibili.

Il valore principale del personale di rilevamento e monitoraggio è il risparmio energetico. Negli edifici con molti lavoratori, la posizione e la densità del personale variano notevolmente nel tempo. È significativo regolare il riscaldamento, l'aria condizionata e l'illuminazione in base all'occupazione delle persone. Se qualcuno è presente, la migliore quantità di riscaldamento o raffreddamento e illuminazione può essere fornita per mantenere la produttività. Se nessuno è presente, raffreddamento e riscaldamento possono essere notevolmente ridotti e l'illuminazione può essere spenta, risparmiando così molta energia.

L'ubicazione del personale, il conteggio e il tracciamento sono i dati di base necessari per proteggere determinati spazi e garantire il controllo di porte e cancelli per rispettare i protocolli di sicurezza richiesti.

La sicurezza è un altro uso del rilevamento di prossimità, specialmente nelle fabbriche dove robot mobili e altri macchinari possono rappresentare una minaccia per l'uomo. Il rilevamento del movimento con avvisi appropriati può ridurre significativamente gli incidenti. Altre applicazioni includono il monitoraggio del traffico negli incroci e nei parcheggi e il rilevamento del livello di liquidi o solidi nei serbatoi. Il successo di tutte queste applicazioni dipende dall'affidabilità e dalla precisione del rilevamento e del monitoraggio del personale. I sensori di onde millimetriche possono fornire questo.

Le indagini sui sensori forniscono il miglior riscaldamento, aria condizionata e illuminazione per edifici per uffici o fabbriche, risparmiando notevoli budget operativi. Ad esempio, se non c'è nessuno nella stanza, cambiare la temperatura e spegnere le luci può risparmiare significativamente energia. Energy Star sottolinea che, se non si considera l'esistenza di personale, l'edificio commerciale medio spreca il 30% del suo consumo energetico. La chiave per ridurre i costi è fornire condizioni ambientali adeguate al momento giusto.

I sistemi di automazione degli edifici e delle fabbriche si basano su tutti i tipi di sensori per monitorare un'ampia gamma di proprietà fisiche. Alcuni esempi includono sensori di temperatura, umidità e luce ambientale e rilevatori di fumo. Altri sensori sono rivelatori magnetici per il monitoraggio di porte e finestre e rivelatori per monossido di carbonio e altri gas tossici o polvere e polline. Tutti questi sensori inviano segnali come feedback al sistema di controllo centrale che gestisce i sistemi di riscaldamento e condizionamento (HVAC) e illuminazione. La temperatura e le condizioni di illuminazione adeguate possono migliorare il comfort e la produttività dei dipendenti.

Il fattore chiave è il processo di monitoraggio, che determina quante persone sono nell'edificio e dove si trovano. Sono necessari sensori speciali per rilevare e contare il numero di persone. A questo scopo vengono utilizzati sensori di prossimità o rivelatori. Un rivelatore di prossimità popolare è il sensore passivo a infrarossi (PIR). Rileva la temperatura corporea e invia un segnale al controller per agire. Il semplice rilevatore PIR nella Figura 1 ha un'unica ampia area di copertura e non ha alcuna discriminazione tranne per il movimento grossolano. I rivelatori a infrarossi più complessi utilizzano più laser a infrarossi o LED per illuminare un'area e creare una scena 3D che può essere catturata dal rivelatore a infrarossi. Quindi analizzare la scena digitale nel software per determinare il numero di persone. I rivelatori passivi a infrarossi di base coprono una vasta area, ma non possono distinguere i dettagli.

Opzioni simili possono essere utilizzate per sensori ultrasonici o telecamere. Il rivelatore ad ultrasuoni traccia l'area con suono ad alta frequenza nell'intervallo da 40-kHz a 80-kHz e recupera la riflessione che può essere analizzata nel software per il rilevamento del personale. Le telecamere stanno diventando sempre più comuni e il software di visione automatica può essere utilizzato per eseguire funzioni simili, ma ci sono problemi di privacy.

Uno spazio business tipico, come una sala conferenze, può essere coperto da un sensore radar e il numero di persone sul tavolo può essere calcolato con precisione.

Un tipo di apparecchiatura radar è il tipo ad onda continua modulata in frequenza (FMCW) che opera nell'intervallo da 76-GHz a 81-GHz. Il modo migliore per considerare un singolo sistema radar chip è considerarlo come un altro tipo di sensore. I fatti hanno dimostrato che il radar a onde millimetriche è eccellente nel rilevamento di prossimità degli oggetti, nel rilevamento del movimento e nella misurazione della distanza dall'oggetto rilevato.

Ricordiamo che il radar viene utilizzato per misurare la distanza, la direzione (angolo) e la velocità. Il radar di velocità della polizia e la pistola di velocità del baseball sono buoni esempi. Il trasmettitore su chip (TX) trasmette segnali e poi li inverte da un oggetto remoto.

Viene mostrato un ricetrasmettitore radar semplificato. La frequenza del segnale di ritorno è mescolata con la frequenza di trasmissione al ricevitore (RX) per produrre una frequenza intermedia digitalizzata (IF). Utilizzando questi dati con il processore on-chip è possibile misurare il tempo di trasmissione e calcolare la distanza quando la velocità dell'onda radio è nota. La posizione e l'angolo (azimuth) possono essere rilevati anche utilizzando un'antenna altamente orientata. Il radar FM consente anche di misurare movimento e velocità. Il risultato è un sensore molto flessibile e programmabile in grado di produrre apparecchiature di rilevamento del personale molto accurate. Il sensore radar a onde millimetriche è ottimizzato per l'ambiente complesso dell'interno, supporta l'implementazione della rete, può rilevare con precisione l'esistenza umana e può essere applicato all'automazione degli edifici, al condizionamento d'aria e al controllo dell'illuminazione nel campo degli edifici intelligenti. La frequenza del segnale di induzione radar a onde millimetriche è più accurata, più stabile e più bassa nel costo. Ha un buon effetto d'uso nelle case intelligenti, come l'illuminazione intelligente.

Rispetto ad altri sensori di prossimità, il radar presenta alcuni vantaggi principali:

Non sono influenzati dal fumo o dalla polvere nell'aria o dalla luce solare intensa.

La loro alta frequenza fornisce una maggiore precisione nella risoluzione di oggetti ravvicinati. Possono determinare la posizione e la direzione del movimento. Antenne multiple formano un array phased attraverso il beamforming per contribuire a migliorare l'accuratezza delle statistiche sulla popolazione.

Misurano la finezza del movimento e la velocità. Il test del sensore PIR e del sensore di onde millimetriche dimostra che il sensore radar può catturare movimenti fini come la respirazione umana.

Possono rilevare persone e movimenti attraverso le pareti. I test hanno dimostrato che i sensori radar possono penetrare facilmente pannelli di gesso o pareti di plastica e fornire un conteggio accurato. Tuttavia, due strati di pareti a secco o compensato indeboliscono notevolmente il segnale radar, rendendo difficile il rilevamento.

Sebbene i sensori radar a onde millimetriche funzionino bene nelle statistiche umane, ricorda che la maggior parte del merito per il rilevamento e il riconoscimento degli oggetti va al software di elaborazione. Per ottenere i migliori risultati sono necessari algoritmi complessi e microcontrollori DSP.

Il sensore radar a onde millimetriche è ottimizzato per l'ambiente complesso dell'interno, supporta l'implementazione della rete, può rilevare con precisione l'esistenza umana e può essere applicato all'automazione degli edifici, al condizionamento d'aria e al controllo dell'illuminazione nel campo degli edifici intelligenti. La frequenza del segnale di induzione radar a onde millimetriche è più accurata, più stabile e più bassa nel costo. Ha un buon effetto d'uso nelle case intelligenti, come l'illuminazione intelligente.