高能效物联网中采用雷达传感器的智能家居系统
智能家居应用和网络设备使人们的日常生活更加方便，他们的数量正在迅速增长。据估计，Statista已经在全球范围内了 3.5 一亿智能家居设备，而且还在增加。许多智能家居设备长期处于激活或待机模式，以便随时使用，因此能耗很高。 图 1：智能家居中的传感器数量不断增加，功耗也不断增加。(图片来源:Infineon) 深度睡眠模式取代待机模式 然而，有些设备实际上不需要处于待机模式。例如，当居民不在家时，恒温器、智能扬声器和数字助理可以进入深度睡眠模式，以减少能耗，从几瓦到几瓦的潜在节能效果 100 多瓦不等。根据设备的数量及其深度睡眠时间，节省的电量很快就会积累。例如，如果每个家庭都有五台智能设备，平均每天可以节省 0.5 千瓦时；换句话说，3亿家庭每年可以节省55太瓦时电能。 但许多设备没有睡眠模式等省电功能，或者用户因使用不便而关闭省电功能。这是因为深度睡眠模式与高应用功能相结合，“醒来”通常需要很长的启动和等待时间。 利用雷达技术和物联网传感器来提高效率 那么，如何将易用性与智能和高能效结合起来呢？雷达技术与物联网传感器的结合带来了新的可能性。例如，雷达传感器集成在智能家居设备中，可用于探测家中是否有人。如果发现没有人，智能设备会自动切换到深度睡眠模式。根据传感器和设计的不同，雷达模块的功耗只有几毫瓦，最大功耗水平只有几毫瓦 0.1 瓦，远低于许多电子设备开启或进入标准待机模式的能耗需求。 雷达技术的优势可以体现在通风系统的例子中，而不是其他传感器(如红外线)。当雷达与温度传感器和二氧化碳传感器结合使用时，其工作效率最高，系统只有在需要时才会启动，即当二氧化碳含量过高或温度超过预设极限时。与其他传感器不同，雷达传感器不仅可以检测是否有人，还可以检测人数和位置（与传感器的距离），以最佳方式调节空调系统的气流。 24 GHz和 60GHz 雷达被广泛使用 英飞凌提供适合多种应用的各种雷达组件。这些产品可以为智能照明系统提供准确的运动和存在测试，如为智能家居设备中直观的人机界面提供手势识别功能，为健康监控系统提供非接触式重要数据采集，为优化工业流程提供先进的项目分类和跟踪功能。 24 GHz 雷达系列为系统设计提供了高度的灵活性，可用于确定运动和方向，以及单个和多个目标的速度、到达角度和位置。 对于宽带和高精度的应用，英飞凌的产品组合包括低成本紧凑型 60 GHz 低功耗雷达(图) 2）。 图 2：60 GHz 雷达传感器产品组合概述 除了为监控、照明和智能家居设备提供短距离定位外，60 GHz 雷达传感器还可用于收集消费电子产品、医疗保健计划、驾驶辅助系统和工业应用中的重要数据。所有 60 GHz 所有的物联网雷达传感器都经过了尺寸优化，并在包装中附有天线。 例如，BGT60TR13C型号有一个发射天线和三个接收天线，L 水平和垂直角度可以测量形状的天线布置，亚毫米范围内的运动检测可以实现极高的精度。例如，这些雷达传感器可用于消费电子产品的重要数据采集。 BGT60LTR11AIP是集发射和接收天线、运动和方向检测器于一体的60 GHz 支持多种工作模式的多普勒雷达传感器，包括无软件或硬件设计的独立模式。在自主模式下，雷达可以在7米以内的距离探测到人，功耗小于 5 毫瓦是运动检测应用的理想选择，如智能照明或气候控制、自动开门或无接触开关，包括 IP 智能安全和报警系统，包括摄像头。 BGT60UTR1AIP 是 BGT60 该系列的最新成员，只有大小。 4.05 mm × 4.05 mm，它是市场上最小、最紧凑的雷达传感器产品。BGT60UTR11AIP是专门为严格的应用而设计的，具有频率调制连续波雷达技术的灵敏度和可靠性。 英飞凌提供支持嵌入式和 PC评估的开发和评估包括用于算法开发、原型设计和嵌入式实施的综合软件开发套件 (SDK) 和示例。 雷达传感器的优点 结构紧凑，可实现物联网系统开发体积相对较小 耐用，可在各种环境和气候条件下工作。即使在温度波动或不同的光照条件下，操作也不会受到明显影响。 它们是高频(24或60 GHz)大多数材料(如塑料、玻璃和木材)都能传输射频信号。因此，即使检测对象在墙壁或障碍物后面，并隐藏在产品盖或包装下，它们也能提供准确的读数。 它们具有很高的测量灵敏度，可以检测到非常小的运动。这意味着它们可以用来记录重要数据。 它们的功耗相对较低，可以实现高效的物联网应用。电池供电设备只需要一个电池就可以长时间工作
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