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存在感应雷达模组应用,毫米波雷达技术,空调智能感应方案
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发表于 2021-10-27 15:40:23  只看楼主 

目前在空调上采用较多的环境感知传感器,主要是红外传感器、摄像头,这类光学设备无法有效地保护隐私,用户易有排斥心理,且摄像头受光线影响大,无法全天候工作,不是最佳的环境感知传感器选择。

智能空调5.jpg

不同于这些传感器,毫米波雷达得益于电磁波的物理特性,可以实现目标的存在感应和目标的识别和追踪,几乎不受影响地在黑暗、强光、雾霾雨雪等恶劣天气工作,且没有隐私泄露的问题,合适作为环境感知传感器使用。


随着科技的不断进步和社会的高速发展,人们对家电的需求已经不止于家电“原始功能”本身,而对家电的智能化功能有了更高的要求。空调作为房屋不可缺少的家电之一,是智能化技术应用深入的,但是仍处于真正意义上智能化的半成熟阶段。

智能空调2.jpg

采用传感器采集数据进而空调执行相应的控制指令,是空调智能化发展必不可少的手段。当前,也有空调已搭载雷达传感器,来采集房间内人物的方位,从而实现“风朝向人吹”和“风避开人吹”的功能。


雷达是利用电磁波探测目标的电子设备,通过发射电磁波对目标进行照射并接收其回波,由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位、角度等信息。

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CW多普勒雷达传感器,使用多普勒效应原理,测量得出不同距离目标的的速度。它向给定的目标发射微波信号,然后分析反射回来的信号的频率变化,发射频率和反射回来的频率的差异,可以精确测量出目标相对于雷达的运动速度等信息。


FMCW毫米波雷达传感器,发射波为调频连续波,其频率随时间按照三角波规律变化。雷达接收的回波的频率与发射的频率变化规律相同,都是三角波规律,只是有一个时间差,利用这个微小的时间差可计算出目标距离。

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通过给目标连续发送毫米波信号,然后用传感器接收从物体返回的毫米波,通过探测毫米波的飞行(往返)时间来得到目标物距离;根据多普勒效应,通过计算接收天线的雷达波的频率变化就可以得到目标相对于雷达的运动速度。


飞睿科技毫米波雷达传感器,集成了串口数据收发模块、数据优化和处理模块、功能逻辑模块,开启雷达串口发送指令,雷达模组主动检测人体目标信息,达到检测人体存在感应的目的。

智能空调4.jpg

集成高性能32位MCU,单芯片直接输出感应控制信号。性能强大,可做丰富算法,拓展性强,适合高性能要求的场景。支持标准UART接口,可与其他主控或传感器互联互通,也可作为主控使用,可实现人体存在感应的检测。


毫米波雷达能够通过检测人体存在,检测呼吸和心率状态等来检测睡眠状态。受限于空调与目标人物的距离,毫米波雷达通过检测人体呼吸和心率状态来判断人体睡眠状态结果可靠性较低。

智能空调3.jpg

毫米波雷达开启检测后,当检测到目标人物后,计算人体高度数据以及轮廓模型,判断是否为在床上躺卧,进而再通过呼吸心跳检测分析人物是否为睡眠姿态,判断是否进入睡眠,从而开启空调的智能睡眠模式。


根据用户调研,用户对空调的能耗关注度较高,如何降低能耗,做到节能,是空调企业思考的方向。采集房间面积的大小,可以根据不同房间大小为空调自适应制冷量、制热量和送风量等提供一个重要参数,有效降低能耗损失。

智能空调.jpg

检测人体存在数据,可以调整空调左右扫风角度,实现“风吹人”“风避人”等功能,提高空调的舒适性。总体而言,在雷达不受干扰的情况下,睡眠识别功能可靠性高,可进一步研究应用于实际产品投入。


根据毫米波雷达测距、测角度、测速度的功能特性,使空调对环境感知能力进一步增强。通过对房间面积、空调夹角的检测以及对人物的追踪,实现空调更加智能化的制冷、制热、送风等。

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