PCB部落格 - 毫米波雷達傳感自動化

這個 毫米波雷達 物聯網人類感知方案優化了室內場景的設計, 通過一種獨特的算灋解决室內使用雷達的干擾問題, 在智慧辦公和智慧照明等各種物聯網方案中具有廣泛的應用場景.

會議區域還可以安裝毫米波雷達人感知，結合會議預約系統實現智慧管理。

例如，在會議室預訂場景中，如果安裝在會議室中的感應雷達沒有檢測到會議人員在預設時間內進入會議室，則可以自動釋放會議室資源，從而確保會議室資源的高效利用。

智慧人體呼吸感測器實現人體靜態監測. 使用 毫米波雷達科技, 根據不同的環境特徵（空間大小、環境複雜性）選擇合適的ISM雷達頻帶。

為了更好地滿足客戶在不同場景下的定制需求，可以通過APP或撥號來調整設備的靈敏度、延遲和距離，從而大大提高產品對環境的適應性，實現與應用場景深度的無縫連接。 它支持光敏檢測（默認情况下不啟用），自動檢測白天和黑夜，並在白天和黑夜時自動啟動以進入雷達感應模式。 它可以很好地應用於感應燈和安全報警裝置，如走廊、走廊、車庫、陽臺等。它也可以用作節能開關裝置。 在介面方面，智慧雷達人體存在感測器提供了包括幹接觸、強電、PLC、485等多種介面，通信方式也可以支持塗鴉/私有雲/LORA/NB等主流通信方式。 可以調節和控制感測靈敏度（感測距離）、感測時間和光控制照度，感測範圍更精確。 未來將廣泛應用於智能家居、物聯網、智慧照明等領域。

設計新辦公樓和工廠的工程師和建築師越來越多地尋求改進的感測器，以實現各種節能安全和安保功能。 這些感測器用於檢測辦公樓中的人和工廠中的機器人或其他機器的移動和位置。 在早期設計中，使用了多種感測器類型，並取得了一些成功，但設計師們剛剛發現了毫米波（mmWave）感測器。 低成本毫米波單片雷達可以充當感測器，並提供其他感測器無法提供的許多優點。 隨著新建築和工廠的建設和/或改造，毫米波感測器可以新增以前不可能實現的改進和新功能。

檢測和跟踪人員的主要價值是節能。 在工人眾多的建築中，人員的位置和密度隨時間變化很大。 根據人們的居住情况調整供暖、空調和照明是有意義的。 如果有人在場，可以提供最佳數量的加熱或冷卻和照明，以保持生產力。 如果沒有人在場，製冷和供暖可以大大减少，照明可以關閉，從而節省大量能源。

安全系統也可以通過自動監控來增强。 人員位置、計數和跟踪是保護特定空間和確保門和大門控制符合所需安全協定所需的基本數據。

安全是接近檢測的另一種用途，尤其是在移動機器人和其他機器可能對人類構成威脅的工廠。 帶有適當警告的運動傳感可以顯著减少事故。 其他應用包括十字路口和停車場的交通監控，以及儲罐中的液體或固體液位傳感。 所有這些應用的成功取決於人員檢測和跟踪的可靠性和準確性。 毫米波感測器可以提供這一點。

感測器調查為辦公樓或工廠提供最佳的供暖、空調和照明，節省了大量運營預算。 例如，如果房間裏沒有人，改變溫度和關燈可以顯著節約能源。 能源之星指出，如果不考慮人員的存在，一般商業建築將浪費30%的能源消耗。 降低成本的關鍵是在適當的時間提供適當的環境條件。

建築和工廠自動化系統依賴於所有類型的感測器來監控各種物理特性。 一些示例包括溫度、濕度和環境光感測器以及煙霧探測器。 其他感測器是用於門窗監測的磁性探測器，以及一氧化碳和其他有毒氣體或灰塵和花粉的探測器。 所有這些感測器都將訊號作為迴響發送到中央控制系統，中央控制系統操作暖風、空調（HVAC）和照明系統。 適當的溫度和照明條件可以提高員工的舒適度和生產力。

關鍵因素是監控過程，它决定了大樓裏有多少人以及他們在哪裡。 需要特殊的感測器來檢測和統計人數。 接近感測器或檢測器用於此目的。 一種流行的接近檢測器是無源紅外（PIR）感測器。 它檢測體溫並向控制器發送訊號以採取行動。 圖1中的簡單PIR檢測器具有單一的寬覆蓋區域，除了粗略運動外沒有任何區別。 更複雜的紅外探測器使用多個紅外雷射器或LED來照亮一個區域，以創建可由紅外探測器捕獲的3D場景。 然後分析軟體中的數位場景以確定人數。 基本的被動紅外探測器覆蓋面積很大，但無法分辨細節。

類似的選項可用於超聲波感測器或照相機。 超聲波探測器用40 kHz至80 kHz範圍內的高頻聲音繪製區域，並恢復可在人員檢測軟件中分析的反射。 監視器越來越普遍，機器視覺軟件可以用來執行類似的功能，但存在隱私問題。

一個典型的商務空間，比如會議室，可以被雷達感測器覆蓋，桌子上的人數可以精確計算。

一種類型的雷達設備是在76GHz至81GHz範圍內工作的調頻連續波（FMCW）類型。 考慮單片雷達系統的最佳管道是將其視為另一種感測器。 事實證明，毫米波雷達在物體接近檢測、運動感測和量測到被探測物體的距離方面表現出色。

回想一下雷達是用來量測距離、方向（角度）和速度的。 警詧測速雷達和棒球測速槍就是很好的例子。 晶片上的發射機（TX）發送訊號，然後從遠程對象反轉訊號。

圖中顯示了簡化的雷達收發機。 返回訊號的頻率在接收機（RX）處與傳輸頻率混合以產生數位化中頻（IF）。 在晶片處理器上使用這些數據可以量測傳輸時間，並在已知無線電波速度時計算距離。 還可以通過使用高度定向的天線來檢測位置和角度（方位角）。 調頻雷達還允許您量測運動和速度。 其結果是一個非常靈活和可程式設計的感測器，可以產生非常精確的人員感應設備。 毫米波雷達感測器針對室內複雜環境進行了優化，支持網絡部署，能够準確檢測人類的存在，可應用於智能建築領域的建築自動化、空調和照明控制。 毫米波雷達感應訊號的頻率更準確、更穩定、成本更低。 它在智能家居中有很好的使用效果，例如智慧照明。

與其他接近感測器相比，雷達具有一些主要優勢：

他們在黑暗中看到了它，但相機沒有。 它們不受空氣中煙霧或灰塵或明亮陽光的影響。

它們的高頻率在分辨近距離物體時提供了更高的精度。 它們可以確定移動的位置和方向。 多個天線通過波束形成形成相控陣，以幫助提高人口統計的準確性。

它們量測運動和速度的精細程度。 PIR感測器和毫米波感測器的測試證明，雷達感測器可以捕捉人體呼吸等精細運動。

他們可以通過牆壁探測人和移動。 測試表明，雷達感測器可以輕易穿透石膏板或塑膠牆，並提供準確的計數。 然而，兩層乾燥的牆壁或膠合板確實會大大削弱雷達訊號，使檢測變得困難。

儘管毫米波雷達感測器在人類統計中表現良好，但請記住，檢測和識別物體的大部分功勞都歸功於處理軟件。 為了獲得最佳結果，需要複雜的算灋和DSP微控制器。

毫米波雷達感測器針對室內複雜環境進行了優化, 支持網絡部署, 能够準確地探測人類的存在, 可應用於建築自動化, 智能建築領域的空調與照明控制. 毫米波雷達感應訊號的頻率更準確, 更穩定, 成本更低. 在智能家居中有很好的使用效果, 例如智慧照明.