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    用智能設備保障安全與健康

    2022-07-28
    作者:Christina Unarut和Bonnie Baker
    來源:貿澤電子

    疫情后人們在重返辦公室時將重新重視衛生和健康,以及標準安全問題。智能建筑將繼續監測空氣質量、濕度和照明,另外還將增加社交距離監測。在公司的員工與訪客保持社交距離的同時,主要傳感器和系統,如Analog Devices (ADI) 的EagleEye? Trial Kit或Texas Instruments (TI) 的雷達占用檢測系統將繼續保護辦公室人員的安全和健康。


    社交距離監測技術

    集成電路可幫助打造創新型占用檢測應用,以檢測、跟蹤、統計和識別人類活動。毫米波雷達和光學3D飛行時間 (ToF) 有助于統計占用情況。測量ToF有多種不同的方法,其中有兩種尤為普遍,即連續波 (CW) 方法和脈沖方法。


    使用雷達統計人數

    雷達可以精確測量人與其他物體的距離以及相對速度。它們專為惡劣環境設計,能夠承受雨水、灰塵或煙霧。毫米波是一種使用短波長電磁波的特殊雷達技術。毫米波系統中的頻率為76–81GHz,相應的波長約為4mm。這種技術的優點是處理毫米波信號所需的天線很小。

    毫米波雷達集成電路發送毫米波頻率信號,等待這些信號從物體上反彈并返回到集成的接收電路。發送和接收之間的計時提供位置、移動物體的速度和物體形狀。

    TI的參考設計TIDA-010022使用MMWAVEICBOOST和IWR6843ISK評估模塊 (EVM) 以及LAUNCHXLCC1352R1無線MCU LaunchPad?(圖1)。它演示IWR6843器件的使用,這是一種單芯片毫米波雷達傳感器,集成有DSP和sub-1 GHz無線通信。IWR6843和CC1352適用于室內外人數統計應用,它提供了一種解決方案,可定位6米(短程配置)和14米(遠程配置)范圍內的人員。

    該解決方案可用于多種不同的應用,如占用檢測、自動門和大門,以及IP網絡攝像頭。


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    圖1: MMWAVEICBOOST和IWR6843ISK評估模塊 (EVM) 以及LAUNCHXLCC1352R1無線MCU LaunchPad?。(圖源:Texas Instruments)


    在圖2中,IWR6843器件包括三個發射器、四個接收器和一個客戶可編程MCU與DSP的整個毫米波模塊和模擬基帶信號鏈。它與CC1352R SimpleLink?雙頻段無線MCU相連,可將所有人數統計和跟蹤數據傳送至網絡(圖3)。


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    圖2:IWR6843框圖(圖源:Texas Instruments)

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    圖3:CC1352R SimpleLink ?和IWR6843框圖(圖源:Texas Instruments)


    基于云視覺的傳感解決方案

    光學應用在更低的頻率下使用相同的算法進行物體識別和定位。占用檢測系統的另一個例子是Analog Device Inc. EagleEye? Trial Kit。它是一個完整的傳感器到云評估系統,使用專有的PeopleCount算法統計人數,為房間和開放區域提供監測解決方案。它還有配套應用ADI EagleEye? PeopleCount(適用于iOS或Android),可通過安全藍牙進行連接和設置。

    EagleEye?融合了ADSP-BF707 Blackfin?數字信號處理器 (DSP)、ADSPBF707BBCZ4-EGE和ADSW4000 ADI EagleEye? PeopleCount算法。儀表板上收集和顯示的數據可以向大樓經理提供信息,幫助他們決定如何減少用電,使建筑能效更高。照明和暖通空調系統可以消耗一棟建筑高達60%的電力。如果某個特定區域在某個時間段內沒人,則可以關燈,減少暖通空調需求,從而節約能源和成本。

    將其他傳感器與ADI的系統相結合,還可以監測空氣質量,以改善工人的健康狀況。因室內空氣質量差導致的一些健康影響包括對眼睛、鼻子、喉嚨的刺激、頭痛、頭暈和疲勞。二氧化碳 (CO2) 濃度可以指示室內空氣質量;隨著一個地區CO2濃度的增加,認知能力會降低。如果將按需通風控制設置為在事件觸發后開啟,則可以增加通風。


    結語

    在從遠程工作轉移到辦公室的過程中,對衛生和健康的重新重視會給設施管理帶來獨特的挑戰。智能建筑需要繼續監測空氣質量、濕度和照明,另外還要增加社交距離監測。員工和訪客社交距離監測系統目前有售,如Analog Devices (ADI) EagleEye? Trial Kit或Texas Instruments (TI) 占用檢測系統。每個系統都有適當的傳感器和子系統來保證我們在辦公室的安全和健康。

    作者簡介

    Christina Unarut于2015年加入貿澤。作為一名營銷工程師,她負責把控工業自動化等各種不同應用中多條產品線的營銷方向。

    Bonnie Baker是一位經驗豐富的模擬、混合信號和信號鏈專家及電子工程師。Baker曾在行業出版物上撰寫并發表了數百篇技術文章和博客。她還是《A Baker's Dozen: Real Analog Solutions for Digital Designers》一書的作者,以及其他幾本書的合著者。在過去的職業生涯中,她曾擔任過建模、戰略營銷、IC架構和設計工程師。Baker擁有亞利桑那州圖森市亞利桑那大學的電子工程碩士學位,以及北亞利桑那大學(亞利桑那州弗拉格斯塔夫市)的音樂教育學士學位。希望您喜歡閱讀Bonnie的作品,就像她喜歡分享她在職業生涯中學到的電氣知識一樣。

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