毫米波雷達傳感器在空調(diào)上的應用,科技促發(fā)展
目前在空調(diào)上采用較多的環(huán)境感知傳感器,主要是紅外傳感器、攝像頭,這類光學設備無法有效地保護隱私,用戶易有排斥心理,且攝像頭受光線影響大,無法全天候工作,不是最佳的環(huán)境感知傳感器選擇。

不同于這些傳感器,毫米波雷達得益于電磁波的物理特性,可以實現(xiàn)目標的存在感應和目標的識別和追蹤,幾乎不受影響地在黑暗、強光、霧霾雨雪等惡劣天氣工作,且沒有隱私泄露的問題,合適作為環(huán)境感知傳感器使用。
隨著科技的不斷進步和社會的高速發(fā)展,人們對家電的需求已經(jīng)不止于家電“原始功能”本身,而對家電的智能化功能有了更高的要求??照{(diào)作為房屋不可缺少的家電之一,是智能化技術應用深入的,但是仍處于真正意義上智能化的半成熟階段。

采用傳感器采集數(shù)據(jù)進而空調(diào)執(zhí)行相應的控制指令,是空調(diào)智能化發(fā)展必不可少的手段。當前,也有空調(diào)已搭載雷達傳感器,來采集房間內(nèi)人物的方位,從而實現(xiàn)“風朝向人吹”和“風避開人吹”的功能。
雷達是利用電磁波探測目標的電子設備,通過發(fā)射電磁波對目標進行照射并接收其回波,由此獲得目標至電磁波發(fā)射點的距離、距離變化率(徑向速度)、方位、角度等信息。

CW多普勒雷達傳感器,使用多普勒效應原理,測量得出不同距離目標的的速度。它向給定的目標發(fā)射微波信號,然后分析反射回來的信號的頻率變化,發(fā)射頻率和反射回來的頻率的差異,可以精確測量出目標相對于雷達的運動速度等信息。
FMCW毫米波雷達傳感器,發(fā)射波為調(diào)頻連續(xù)波,其頻率隨時間按照三角波規(guī)律變化。雷達接收的回波的頻率與發(fā)射的頻率變化規(guī)律相同,都是三角波規(guī)律,只是有一個時間差,利用這個微小的時間差可計算出目標距離。

通過給目標連續(xù)發(fā)送毫米波信號,然后用傳感器接收從物體返回的毫米波,通過探測毫米波的飛行(往返)時間來得到目標物距離;根據(jù)多普勒效應,通過計算接收天線的雷達波的頻率變化就可以得到目標相對于雷達的運動速度。
飛睿科技毫米波雷達傳感器,集成了串口數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、數(shù)據(jù)優(yōu)化和處理模塊、功能邏輯模塊,開啟雷達串口發(fā)送指令,雷達模組主動檢測人體目標信息,達到檢測人體存在感應的目的。

集成高性能32位MCU,單芯片直接輸出感應控制信號。性能強大,可做豐富算法,拓展性強,適合高性能要求的場景。支持標準UART接口,可與其他主控或傳感器互聯(lián)互通,也可作為主控使用,可實現(xiàn)人體存在感應的檢測。
毫米波雷達能夠通過檢測人體存在,檢測呼吸和心率狀態(tài)等來檢測睡眠狀態(tài)。受限于空調(diào)與目標人物的距離,毫米波雷達通過檢測人體呼吸和心率狀態(tài)來判斷人體睡眠狀態(tài)結果可靠性較低。

毫米波雷達開啟檢測后,當檢測到目標人物后,計算人體高度數(shù)據(jù)以及輪廓模型,判斷是否為在床上躺臥,進而再通過呼吸心跳檢測分析人物是否為睡眠姿態(tài),判斷是否進入睡眠,從而開啟空調(diào)的智能睡眠模式。
根據(jù)用戶調(diào)研,用戶對空調(diào)的能耗關注度較高,如何降低能耗,做到節(jié)能,是空調(diào)企業(yè)思考的方向。采集房間面積的大小,可以根據(jù)不同房間大小為空調(diào)自適應制冷量、制熱量和送風量等提供一個重要參數(shù),有效降低能耗損失。

檢測人體存在數(shù)據(jù),可以調(diào)整空調(diào)左右掃風角度,實現(xiàn)“風吹人”“風避人”等功能,提高空調(diào)的舒適性??傮w而言,在雷達不受干擾的情況下,睡眠識別功能可靠性高,可進一步研究應用于實際產(chǎn)品投入。
根據(jù)毫米波雷達測距、測角度、測速度的功能特性,使空調(diào)對環(huán)境感知能力進一步增強。通過對房間面積、空調(diào)夾角的檢測以及對人物的追蹤,實現(xiàn)空調(diào)更加智能化的制冷、制熱、送風等。