近些年,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。
空調(diào)作為房屋不可缺少的家電之一,是智能化技術(shù)應(yīng)用深入的,但是仍處于真正意義上智能化的半成熟階段。采用各種傳感器采集環(huán)境數(shù)據(jù)進而對空調(diào)執(zhí)行相應(yīng)的控制指令,是空調(diào)智能化發(fā)展必不可少的手段。
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(xué)設(shè)備無法有效地保護隱私,用戶容易有排斥心理,且攝像頭受光線影響大,無法全天候工作,不是最佳的感知傳感器選擇。

雷達感應(yīng)模組基于多普勒效應(yīng),感應(yīng)距離靈活可調(diào),采用成熟CMOS工藝,單芯片集成,超高性價比,具有自校準(zhǔn)功能,不受外部干擾影響。
滿足RED、CE、FCC以及ETL等認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn),廣泛應(yīng)用于智能感控、人體存在感應(yīng)、運動檢測與控制等領(lǐng)域。
不同于這些傳感器,雷達傳感器得益于電磁波的物理特性,可以實現(xiàn)高精度的距離、角度、速度的測量和目標(biāo)的識別和追蹤。不受黑暗、強光、霧霾雨雪等惡劣天氣影響工作,且沒有隱私泄露的問題,適合作為人體感知傳感器使用。
24GHz雷達模組傳感器,采集房間的面積、與墻夾角、空調(diào)安裝位置、目標(biāo)人物位置以及睡眠狀態(tài)等,為了提高空調(diào)的智能化水平,增強雷達在空調(diào)上的深度應(yīng)用。
多普勒雷達模組傳感器,多普勒雷達是一種專門的雷達,使用多普勒效應(yīng)原理,測量得出不同距離目標(biāo)的速度。
它向給定的目標(biāo)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,可以正確測量出目標(biāo)相對于雷達的運動速度等信息。
根據(jù)多普勒效應(yīng),通過計算返回接收天線的雷達波的頻率變化就可以得到目標(biāo)相對于雷達的運動速度,簡單地說就是相對速度正比于頻率變化量;通過并列的接收天線收到同一目標(biāo)反射的雷達波的相位差計算得到目標(biāo)的方位角。
為了減少因為噪聲干擾而導(dǎo)致數(shù)據(jù)波動較大,需要采用滑動窗口算法進行濾波優(yōu)化,計算每個窗口數(shù)據(jù)的和,再取其平均值。經(jīng)過滑窗濾波后,數(shù)據(jù)波動較小,避免了較大波動產(chǎn)生的誤判。
雷達模組集成雷達收發(fā),中頻電路及MCU處理等,外圍搭配天線和少量外圍電路即構(gòu)成完整雷達傳感器,可嵌入家電及各種電子產(chǎn)品內(nèi),可實現(xiàn)人體以及各種運動目標(biāo)的感應(yīng)探測。
雷達模組傳感器能夠通過檢測目標(biāo)人物,根據(jù)學(xué)習(xí)判斷是否為在床上躺臥和睡眠姿態(tài),以及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(biāo)人物的距離,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)的可靠性較低,因此采用檢測人體是否在床上躺臥和睡眠姿態(tài)的方案來綜合判斷人物是否進入睡眠。
雷達開啟檢測后,當(dāng)檢測到目標(biāo)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,進而再通過提前訓(xùn)練的睡姿模型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(guān)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(yīng)制冷量、制熱量和送風(fēng)量等提供一個重要參數(shù),有效降低能耗損失。
根據(jù)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(fēng)等。