广告

使用TI毫米波占位传感器设计高能效的智能空调

2021-12-07 15:06:50 德州仪器 阅读:
通过适应室内活动水平并将气流引导到更需要的地方,人体占位感应可以使空调更智能、更节能。

文章中讨论的其他器件:IWR6843PdGednc

与以往相比,发达国家/地区和发展中国家/地区的人们如今更加依赖空调 (AC) 来获得舒适的生活空间,因此,能源消耗也随之快速增加。PdGednc

根据国际能源协会的“制冷的未来”报告,空调占当今总能源消耗的 10%。预计到 2050 年,这一使用量将增加两倍,相当于美国、欧盟和日本目前的总发电量。到 2050 年,全球住宅和商业建筑中空调的数量将从今天的 16 亿台增加到 56 亿台。这相当于在接下来的 30 年中每秒钟即有 10 台新空调售出。PdGednc

占位感应在空调中的作用

通过适应室内活动水平并将气流引导到更需要的地方,人体占位感应可以使空调更智能、更节能。图 1 展示了一些场景,在这些场景中,占位感应(如在场/不在场、活动和人员位置检测)提供反馈,通过调节室温并将气流导向室内居用人员,可有助于节约能源并使环境更加舒适。PdGednc

PdGednc

 1:展示从占位感应获得的反馈如何确定空调使用情况的场景PdGednc

无源红外传感器和摄像头解决方案是空调占位感应中使用的两种技术。无源红外传感器成本低、功耗低,但在明亮日光下的误检测率较高,对精细运动缺乏敏感性。相比之下,摄像头可提供出色的分辨率,但有可能出现更高的错误检测率,尤其是检测阴影和人像图片。无源红外传感器和摄像头解决方案都是光学传感器,在设计中将需要光学设计,需要额外开孔,将可能影响外观设计。PdGednc

整个行业采用占位感应来实现节能,同时也致力于通过边缘处理使空调更加智能。除了通过存在检测来控制空调操作以提高用户舒适度之外,还不断致力于采用单一传感技术。未来,空调将集成用于用户安全监测的附加功能,例如跌倒事件检测和生命体征监测,包括心率和呼吸率。PdGednc

毫米波传感器在占位感应中的优势

TI 毫米波 (mmWave) 传感器提供丰富的数据集,其中包含相关区域中每个对象的精确范围、速度和到达方向信息。通过执行对象检测、分类和跟踪的数字信号处理器 (DSP),可以获取人员占位信息,例如人员在场、不在场、人数以及人员相对于空调设备的精确位置。空调设备可以使用这些信息来做出明智的决策;例如,当有人进入房间时,传感器会在开启气流之前在最短预设时间内跟踪此人的在场状态。如果此人留在房间里,空调通过使用跟踪/定位信息将气流向此人引导,以便为其提供舒适感。空调还会根据房间内的人数调整温度,以实现更大的舒适度和更好的节能效果。PdGednc

除了数据的准确性和精度之外,TI 的毫米波传感器在创建高能效的智能空调解决方案时还提供了诸多优势,其中包括:PdGednc

  • 减少了误检测
  • 可在恶劣环境下正常运行
  • 产品设计美观,外型小巧
  • 使用传感技术而非摄像头,可减少隐私顾虑。在保护隐私的前提下,实现人数统计及目标追踪

实现边缘智能化

TI 毫米波 60GHz 传感器在单个芯片上集成了调频连续波收发器、片上监控和校准机制、Arm® Cortex®-R4F 微控制器和 C674x DSP。此集成特性可支持在高度集成的传感器上实现智能化,并在器件本身进行实时数据处理。PdGednc

一个示例应用使用 TI 的 IWR6843 60GHz 毫米波单芯片传感器为商业和住宅空调实现占位感应。处理数据的传感器使用 Capon 波束成形进行人员检测,并且可以智能地对对象进行分类以更大程度地减少错误检测。此示例应用展示了 +/-10 厘米的人员(包括移动和静止)检测精度,室内检测距离可长达 8 米。计数密度为每两米 3 人,人数少于 5 人时,准确率为 100%;房间内最多 9 人时,准确率为 85%。PdGednc

在不久的将来,空调将成为基于数据的完全独立系统,无需遥控器或通过空调控制单元进行人机交互。空调中的传感技术不断收集数据,以便提供更佳的舒适度。例如,在办公室环境中,传感器可随着时间的推移确定从上午 9 点到下午 5 点在办公室的人数最多。基于这些数据,系统将学习在忙碌时段引导更多气流,并在非高峰时段限制或关闭气流,以便减少能源消耗,进而节省企业费用。PdGednc

住宅和商用空调的需求持续增长,到 2050 年将增加两倍。使用毫米波技术的占位感应可以将整体空调能耗降低多达 35%。展望未来,毫米波技术不仅会继续对 HVAC 系统的运行方式产生更大的影响,还能够减少环境中的污染物总体排放量。PdGednc

其他资源

请查看使用毫米波雷达传感器的人员计数和跟踪参考设计PdGednc

阅读白皮书“通过毫米波传感器,让细微运动检测和人员计数功能实现智能自主操作”。PdGednc

关于德州仪器(TI)

德州仪器(TI)(纳斯达克股票代码:TXN)是一家全球性的半导体公司,致力于设计、制造、测试和销售模拟和嵌入式处理芯片,用于工业、汽车、个人电子产品、通信设备和企业系统等市场。我们致力于通过半导体技术让电子产品更经济实用,创造一个更美好的世界。如今,每一代创新都建立在上一代创新的基础之上,使我们的技术变得更小巧、更快速、更可靠、更实惠,从而实现半导体在电子产品领域的广泛应用,这就是工程的进步。这正是我们数十年来乃至现在一直在做的事。 欲了解更多信息,请访问公司网站www.ti.com.cnPdGednc

商标

所有注册商标和其它商标均归其各自所有者专属。PdGednc

  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
  • Melexis发布先进的磁性位置传感器芯片 Melexis今日宣布,推出全新的绝对磁性位置传感器芯片MLX90376,具备强大的杂散场抗干扰能力(SFI),适用于360°旋转汽车应用。
  • 了解机器感知:激光雷达、3D视觉和地理空间AI 随着人工智能(AI)和物理世界的交叉,以及自主技术采用的增加,有人可能会提出质疑,机器及其目前脆弱的模型如何能以人类的方式感知世界。借助于诸如激光雷达、雷达和摄像头等自动驾驶汽车上所使用的传感器技术,机器已开始能收集实时数据来为决策提供信息,并适应现实世界的场景。
  • 思特威重磅推出首颗线阵CMOS图像传感器,赋能工业线阵相 思特威重磅推出首颗LA(Linear)线阵系列4K分辨率高速工业CMOS图像传感器——SC430LA。
  • 基于全新测量原理的二氧化碳传感器,清洁空气的好时机 除了代表水的H2O之外,代表二氧化碳的CO2可说是最闻名的化学组分。CO2传感器测量空气中的二氧化碳浓度,以便在超过浓度时作出应对。最新的型款相比先前的产品更小巧且更便宜。
  • 面向3D物体检测和碰撞预测的自动驾驶汽车仿真测试 汽车OEM及其关键技术合作伙伴已经在开发和测试真正的自动驾驶汽车——5级自动驾驶汽车——这种汽车可以在没有人类驾驶员的情况下沿着开阔的道路行驶。这在一定程度上是通过由机器学习算法驱动的传感器融合技术实现的。
  • 驾驶员监控系统怎样利用仿真优化 随着驾驶员越来越容易分心、困倦和损伤,驾驶员监控系统(DMS)被认为是预防事故的关键。但是我们是否过度设计了这些系统核心的传感器?
  • 意法半导体生物识别支付平台获EMVCo 认证,有助于机构 意法半导体完整的技术平台获得行业认证,整合嵌入式安全单元和超低功耗通用微控制器,具有经济、强大的安全保护功能
  • 自动驾驶汽车的实现基础 汽车行业正在为2级(脚离开油门或刹车)和3级(手离开方向盘)车辆提供高级驾驶员辅助系统(ADAS)的首批实现方案,尽管从4级(眼睛离开道路)到5级(全自动驾驶)车辆的自动驾驶(AD)系统还处于努力开发当中。事实证明,这一挑战比几年前所预期的要更加困难。
  • 深入探访意法半导体(ST)第三代MEMS传感器 行业人士表示,MEMS产业未来智能化、微型化、集成化的趋势越来越明显。意法半导体(以下简称ST)从2006年率先在200毫米晶圆上量产MEMS传感器至今,其MEMS经过不断的发展,现在已经进化到了第三代。在2022年11月中旬的慕尼黑华南展现场,笔者对意法半导体亚太区模拟、MEMS和传感器产品部技术市场经理董恺进行了专访,同时深入地了解了ST的产品和技术。
  • 传感器和处理器如何打造更智能、更自主的机器人? 自主机器人是智能机器,无需人工控制或干预即可理解其环境并从中导航。尽管自主机器人技术相对较新,但已在工厂、仓库、城市和家庭等领域中广泛应用。例如,自主机器人可用于在仓库周围运输货物,或执行最后一英里配送,而其他类型的机器人可用于家庭吸尘清洁或修剪草坪。
  • 新能源汽车前景及其低碳化和数字化发展 英飞凌安全互联系统事业部汽车级Wi-Fi/BT及安全产品应用市场管理经理杨大稳分享了英飞凌对新能源汽车前景的预期,还针对未来的安全出行、汽车电子电气架构和数字化演变等话题做了分析和讨论。
  • 自热式达林顿晶体管对可构成新的气流传感器 在可用于气流检测的众多方法中,自热式热流量传感器简单、便宜、坚固而又灵敏。它们依赖于被加热传感器的空速和热阻抗之间的关系。本设计实例利用通常被认为是经典达林顿拓扑缺点的优势,将此数学关系转换成了实际电路。
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了