當前位置: 主頁 > 技術&應用 >
 

使用德州儀器毫米波佔用感測器設計智慧、高效節能的空調

本文作者:德州儀器       點擊: 2020-07-16 14:45
前言:

與以往相比,發達國家和發展中國家的人們對空調(AC)的依賴度日益增加,這使得能源消耗迅速增加。
 
根據國際能源署(International Energy Association)發佈的報告“製冷的未來”,空調占當今交流電總能耗的10%。預計到2050年,空調能耗將增加兩倍,相當於美國、歐盟和日本目前的總電量。到2050年,全球住宅和商業樓宇中的空調數量將從現在的16億臺增長到56億臺。這相當於未來30年中,每秒將售出10臺新空調。
 
使用空調在佔用傳感中的作用
人體佔用傳感通過適應室內活動水準並將氣流引導到最需要的地方,可使空調更智慧、更高效節能。圖1展示了一些場景,在這些場景中,來自佔用傳感的回饋,如存在/不存在、活動和人的位置檢測,助於節約能源,並通過調節室內溫度和將氣流導向房間內的人,使居住環境更加舒適。
 
 
圖1:描述從佔用傳感中獲得的回饋如何確定空調使用量的情景
 
被動紅外感測器和攝像機方案是交流占位傳感中使用的兩種技術。被動紅外感測器成本低、功耗低,但在明亮日光條件下存在較高的錯誤檢測問題,且對精細運動缺乏敏感性。相比之下,攝像機可提供最高的解析度,但其可能出現較高的錯誤檢測率,尤其存在陰影和人體照片方面。
 
在採用駐留傳感實現節能的同時,行業正在朝著通過邊緣處理使空調變得更加智慧化的方向發展。除了通過存在檢測來控制空調運行以提高用戶舒適度外,還在向單一傳感技術發展。未來,空調將集成更多用戶安全監控功能,例如跌倒事件檢測和生命體征監測,包括心率和呼吸頻率。
 
毫米波感測器在佔用傳感的優勢
德州儀器毫米波(mmWave)感測器可為相關區域中的每個物體提供豐富的資料集,並提供精確的範圍、速度和到達方向資訊。通過數位訊號處理器(DSP)執行物體檢測、分類和跟蹤,可得出人員佔用資訊,例如人員的存在、不存在、計數和相對於空調設備的精確位置??照{裝置可利用此資訊做出明智決策;例如,當人員進入房間時,感測器會在開啟前以最小的預設持續時間跟蹤該人員是否在場。如果人員留在房內,則使用跟蹤/定位資訊,空調可將氣流引向該人員,讓其感到舒適。根據房內人數,空調溫度將做出相應調整,以最大程度地提高舒適度並節約能源。
 
除數據的準確性和精確性,德州儀器的毫米波感測器在創建智慧、高效節能的空調解決方案時還具有諸多優勢,包括:
? 減少錯誤檢測。
? 在惡劣環境下運行的能力。
? 美觀的產品設計和較小的感測器尺寸。
? 由於使用傳感技術而不是使用攝像機,因此減少了隱私問題。
 
實現邊緣智慧
德州儀器毫米波60 GHz感測器在單晶片上集成了調頻連續波收發器、片上監測和校準機構、Arm®Cortex®-R4F微控制器和C674x DSP。這種集成實現了在高度集成的感測器上實現智慧,並在器件本身進行即時資料處理。
 
一個示例應用程式 使用德州儀器的IWR6843 60 GHz 毫米波單晶片感測器來實現商用和住宅用空調的佔用傳感。處理資料的感測器使用Capon波束成形技術進行人員檢測,並足夠智慧地對物體進行分類,以最大程度地減少錯誤檢測。這個示例應用程式演示了在室內長達八米的範圍內,移動和靜止人員的+/- 10cm檢測精度。在室內每兩米3人的計數密度下,少於5人的人員計數準確度為100%,最多9人的計數準確度為85%。
 
在不遠的未來,空調將成為完全成為自給自足、基於資料的系統,無需通過遙控器,也不需要通過空調控制單元與人互動??照{中的傳感技術將不斷收集資料以優化舒適度。例如,在辦公室環境中,隨著時間推移,感測器將確定從上午9點到下午5點辦公室人數達到峰值的時候?;哆@些資料,系統將學習在高峰時段引導更多氣流,而在非高峰時段限制或關閉氣流,從而減少能耗,節省企業支出。
 
隨著住宅和商用空調的需求持續增長(到2050年增長三倍),使用毫米波技術的佔用傳感可將空調總能耗降低多達35%。未來,毫米波技術將不僅對暖通空調系統的運行方式繼續產生更大影響,而且還將減少對環境的總體排放。
 
其他資源
? 查看採用毫米波雷達感測器的人員計數和跟蹤參考設計。
? 閱讀白皮書“毫米波感測器輕鬆實現細微運動檢測和人員計數智慧化。”
 

 

電子郵件:[email protected]

聯繫電話:886-2-27201789       分機請撥:11

透码资料 上海十一选五走势图45期 辽宁11选5胆拖 2019上证指数历史走势图 赛车计划软件手机版 北京pk10绝对作假 股票配资平台开发还178-5613-9019 股票推荐报告 越大配资 安卓版捕鱼达人3 中国一重股票分析