打造智能樓宇系統：采用毫米波來(lái)統計和追蹤人員

　　如果樓宇能夠實(shí)現真正的智能化，那將會(huì )為我們的生活帶來(lái)怎樣翻天覆地的變化?試想如果在一座商業(yè)建筑里，可以知道人們的位置、去向以及他們是否安全等信息，建筑系統可能會(huì )因此徹底改變。攝像機只有在需要時(shí)才會(huì )開(kāi)啟錄制功能;照明和暖通空調(HVAC)系統可以根據實(shí)際使用情況更高效地工作;如果電梯中的人太多，電梯可以跳過(guò)在特定樓層的停頓。又想象一下人們可以像“星際迷航”中一樣，想要穿過(guò)自動(dòng)門(mén)時(shí)，門(mén)就會(huì )自動(dòng)打開(kāi)。

　　正如智能自主技術(shù)(包括自動(dòng)駕駛汽車(chē)，無(wú)人機和機器人)將徹底改變人們和物體移動(dòng)的方式一樣，未來(lái)的建筑將使用智能傳感器來(lái)自動(dòng)調整系統，從而提高效率及舒適性并減少浪費。監測人們的位置并跟蹤他們在室內外的行動(dòng)是一項關(guān)鍵的感測功能，這可提高系統的智能化程度，創(chuàng )造未來(lái)的智能、高效、自動(dòng)化建筑。

　　當今樓宇自動(dòng)化領(lǐng)域的感測技術(shù)包括被動(dòng)紅外(PIR)、攝像機和主動(dòng)紅外(激光雷達、三維飛行時(shí)間)等，這些技術(shù)在準確性、隱私性、環(huán)境穩健性和系統復雜性方面都面臨著(zhù)挑戰，使其無(wú)法有效地滿(mǎn)足真正智能化的要求。

　　TI的毫米波(mmWave)技術(shù)創(chuàng )建了基于雷達的傳感器，可以克服樓宇自動(dòng)化中感測方面的難題。TI的毫米波技術(shù)可以提供感測范圍內物體位置和速度信息的點(diǎn)云。由于該技術(shù)使用高射頻，因此感測功能對于各種挑戰性戶(hù)外條件如強光、黑暗、霧氣、煙霧和降水等依舊穩健。該技術(shù)還可透過(guò)塑料和干墻進(jìn)行感測，因此可以隱藏在某些設備中，或實(shí)現更潔凈的工業(yè)設計。

　　TI的毫米波傳感器還可以滿(mǎn)足室內人數統計應用的要求。圖1展示了毫米波傳感器的輸出示例，該傳感器忽略了桌椅并同時(shí)跟蹤了多個(gè)人的位置。

　　圖 1：由毫米波傳感器產(chǎn)生的室內位置輸出示例，該傳感器同時(shí)追蹤多個(gè)人相對于地面上所示的兩個(gè)框的位置

　　利用集成的硬件處理和TI IWR1642毫米波傳感器板載的DSP內核，可實(shí)現完整的邊緣處理，而無(wú)需使用復雜的系統拓撲或成本高昂的外部處理器。

　　在人數統計樣品中(參見(jiàn)圖2中的框圖)，IWR1642管理著(zhù)所有用來(lái)追蹤和統計的軟件。無(wú)需外部處理器， 在樣品中僅一個(gè)PC被用于可視化和配置。

　　圖 2：采用IWR1642的人數統計樣品中包含了所有在IWR1642上人員追蹤和靜態(tài)雜波清除所需的處理和運算，降低了系統的復雜性，且無(wú)需使用外部處理器

　　采用毫米波雷達傳感器的人員追蹤和統計參考設計顯示了該樣品的工作原理以及如何使用IWR1642評估模塊(EVM)對其進(jìn)行復制。TI在毫米波軟件開(kāi)發(fā)套件(SDK)和TI資源管理器上的人數統計實(shí)驗室中提供源代碼，其中包括所有基本軟件構建塊、庫和算法。該樣品甚至包含多個(gè)支持長(cháng)達6米和14米用例的示例。

　　如果這些示例不完全符合您的用例要求，您可以使用圖3中顯示的內置配置工具或按照調諧指南來(lái)調整性能。

　　圖 3：在人數統計樣品中，您可以使用PC可視化工具配置區域和計算檢測區域;此工具基于MATLAB的源代碼在TI資源管理器中作為參考提供。

　　未來(lái)，我們會(huì )在TI IWR1642上采用C674x數字信號處理器(DSP)，為樓宇自動(dòng)化應用提供濾波和分類(lèi)等其他算法。設想如果運動(dòng)檢測系統可以忽略物體輪廓，比如樹(shù)木在風(fēng)中移動(dòng)或樹(shù)葉飄落在地面，或者將疾馳而過(guò)的動(dòng)物與人進(jìn)行分類(lèi)。啟用邊緣檢測來(lái)確定是否應該跟蹤對象，此功能將減少樓宇自動(dòng)化系統中的錯誤檢測。毫米波技術(shù)提供了范圍、速度、角度、尺寸和反射率方面的大量信息，可與板載C674x DSP一起使用從而在單芯片解決方案中實(shí)現這些功能。