打造智能樓宇系統(tǒng)：采用毫米波來統(tǒng)計和追蹤人員

如果樓宇能夠?qū)崿F(xiàn)真正的智能化，那將會為我們的生活帶來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(tǒng)可能會因此徹底改變。攝像機只有在需要時才會開啟錄制功能;照明和暖通空調(diào)(HVAC)系統(tǒng)可以根據(jù)實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，想要穿過自動門時，門就會自動打開。

正如智能自主技術(包括自動駕駛汽車，無人機和機器人)將徹底改變?nèi)藗兒臀矬w移動的方式一樣，未來的建筑將使用智能傳感器來自動調(diào)整系統(tǒng)，從而提高效率及舒適性并減少浪費。監(jiān)測人們的位置并跟蹤他們在室內(nèi)外的行動是一項關鍵的感測功能，這可提高系統(tǒng)的智能化程度，創(chuàng)造未來的智能、高效、自動化建筑。

當今樓宇自動化領域的感測技術包括被動紅外(PIR)、攝像機和主動紅外(激光雷達、三維飛行時間)等，這些技術在準確性、隱私性、環(huán)境穩(wěn)健性和系統(tǒng)復雜性方面都面臨著挑戰(zhàn)，使其無法有效地滿足真正智能化的要求。

TI的毫米波(mmWave)技術創(chuàng)建了基于雷達的傳感器，可以克服樓宇自動化中感測方面的難題。TI的毫米波技術可以提供感測范圍內(nèi)物體位置和速度信息的點云。由于該技術使用高射頻，因此感測功能對于各種挑戰(zhàn)性戶外條件如強光、黑暗、霧氣、煙霧和降水等依舊穩(wěn)健。該技術還可透過塑料和干墻進行感測，因此可以隱藏在某些設備中，或?qū)崿F(xiàn)更潔凈的工業(yè)設計。

TI的毫米波傳感器還可以滿足室內(nèi)人數(shù)統(tǒng)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跟蹤了多個人的位置。

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

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

在人數(shù)統(tǒng)計樣品中(參見圖2中的框圖)，IWR1642管理著所有用來追蹤和統(tǒng)計的軟件。無需外部處理器， 在樣品中僅一個PC被用于可視化和配置。

圖 2：采用IWR1642的人數(shù)統(tǒng)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(tǒng)的復雜性，且無需使用外部處理器

采用毫米波雷達傳感器的人員追蹤和統(tǒng)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)對其進行復制。TI在毫米波軟件開發(fā)套件(SDK)和TI資源管理器上的人數(shù)統(tǒng)計實驗室中提供源代碼，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支持長達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(nèi)置配置工具或按照調(diào)諧指南來調(diào)整性能。

圖 3：在人數(shù)統(tǒng)計樣品中，您可以使用PC可視化工具配置區(qū)域和計算檢測區(qū)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，我們會在TI IWR1642上采用C674x數(shù)字信號處理器(DSP)，為樓宇自動化應用提供濾波和分類等其他算法。設想如果運動檢測系統(tǒng)可以忽略物體輪廓，比如樹木在風中移動或樹葉飄落在地面，或者將疾馳而過的動物與人進行分類。啟用邊緣檢測來確定是否應該跟蹤對象，此功能將減少樓宇自動化系統(tǒng)中的錯誤檢測。毫米波技術提供了范圍、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現(xiàn)這些功能。