電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/黃山明）隨著智能家居技術(shù)的發(fā)展,，人體存在傳感器已經(jīng)成為其中必不可少的組件,，甚至可以認(rèn)為是目前智能家居系統(tǒng)中最重要的傳感器。相比門(mén)磁傳感器而言,，人體存在傳感器讓智能家居能夠更主動(dòng)地進(jìn)行人機(jī)交互,。
在智能家居體系中，人體存在傳感器的主要作用是被當(dāng)作感應(yīng)開(kāi)關(guān)來(lái)使用,，通過(guò)檢測(cè)人體來(lái)設(shè)定智能家居的開(kāi)關(guān),。比如與燈光結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)人來(lái)燈開(kāi),，人離關(guān)燈的效果,。
當(dāng)前大多數(shù)人體存在傳感器使用的方案為紅外熱釋電傳感器，將空間切割成多個(gè)小區(qū)域,，當(dāng)人體等熱能源經(jīng)過(guò)這些區(qū)域后,，便會(huì)反饋一個(gè)信號(hào),，進(jìn)而控制智能設(shè)備的開(kāi)關(guān)。
但這種紅外人體傳感器有著明顯的缺點(diǎn),。由于紅外傳感的共性,，主要依靠熱成像來(lái)感知物體，分辨率也較低,，一旦環(huán)境中紅外線源過(guò)多,，設(shè)備很容易出現(xiàn)誤判。除了熱源以外,，包括光源,、射頻輻射、熱氣流等,，都會(huì)對(duì)紅外傳感器帶來(lái)干擾,。
同時(shí)，人體的紅外輻射很容易被遮擋,，一旦在紅外人體存在傳感器附近有遮擋物,，便會(huì)極大地影響其靈敏性。另外,，如果當(dāng)前環(huán)境溫度與人體溫度接近時(shí),，也會(huì)造成探測(cè)和靈敏度的下降。還有如人在范圍內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間靜止不動(dòng)時(shí),，也會(huì)因?yàn)榧t外輻射較少而失靈,。
即便如此，市場(chǎng)中幾乎有90%以上的方案仍然采用紅外傳感,，最大的原因在于成本足夠低廉,，大多幾十元就能買(mǎi)到，部署成本也不高,，同時(shí)被動(dòng)探測(cè)時(shí),，用電量極小，能夠使用紐扣電池實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間供電,。
如果想要實(shí)現(xiàn)主動(dòng)地檢測(cè),，則需要人體存在傳感器使用到微波或者毫米波技術(shù)，可以對(duì)人體微小的動(dòng)作進(jìn)行檢測(cè),。此前筆者曾拜訪過(guò)一家專(zhuān)注于毫米波檢測(cè)的企業(yè),，其產(chǎn)品用在睡眠檢測(cè)，通過(guò)毫米波技術(shù)甚至能夠檢測(cè)到用戶睡覺(jué)時(shí)身體輕微的起伏,。
不過(guò)之前這種傳感器成本較高,，需要上千元，并且是主動(dòng)檢測(cè),，功耗相對(duì)較大,，必須要常供電的方式,。
從技術(shù)原理上來(lái)看，毫米波的人體存在傳感器與人體紅外傳感器有一定區(qū)別,，毫米波人在傳感器是通過(guò)對(duì)外界一定時(shí)間持續(xù)偵測(cè)來(lái)判斷人員是經(jīng)過(guò)還是停留,，如果同時(shí)進(jìn)入和離開(kāi)，甚至能夠判斷從左側(cè)還是右側(cè)方向,。
排除價(jià)格以及功耗的問(wèn)題外,，毫米波人體存在傳感器幾乎可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)前對(duì)人體檢測(cè)的所有功能，也能聯(lián)動(dòng)智能家居完成更多精細(xì)的操作,。比如通過(guò)感知人體的呼吸強(qiáng)度后自動(dòng)調(diào)整空調(diào)氣溫,，或者更精確地進(jìn)行智能燈光跟隨等。
不過(guò)毫米波人體存在傳感器除了必須接電使用外,，在面對(duì)出風(fēng)口,、流水等造成的干擾依然無(wú)法識(shí)別，加上當(dāng)前仍然較為高昂的價(jià)格,，需要斟酌使用,。
除了使用紅外以及毫米波技術(shù)外，還有廠商使用UWB人體存在傳感器,，比如一家挪威的NOVELDA公司便專(zhuān)注于UWB技術(shù),。目前已經(jīng)推出了一款UWB SoC，面積為12*12mm,，可以通過(guò)探測(cè)人體靜坐時(shí)微小,、難以察覺(jué)的動(dòng)作來(lái)感知人類(lèi)的存在，比如呼吸,，或者微小的移動(dòng),。
相比毫米波而言,，UWB具有高速的傳輸速率以及更好的穿透性,，甚至可以穿透一些非金屬障礙物。并且UWB技術(shù)是發(fā)射機(jī)發(fā)射持續(xù)時(shí)間極短的脈沖信號(hào),，而收發(fā)機(jī)的重頻周期較長(zhǎng),，因此單位時(shí)間內(nèi)消耗的功耗極低。
據(jù)NOVELDA介紹,，該公司的UWB傳感器獲得了2021年最佳傳感器技術(shù)獎(jiǎng),，是目前市面中頂級(jí)的脈沖雷達(dá)傳感器，能夠探測(cè)到10米以外人的呼吸,，并且功耗低于2mW,，同時(shí)還有高達(dá)180度視場(chǎng)（FOV）的精確探測(cè)區(qū)域。
雖然優(yōu)點(diǎn)很多,，但目前UWB人體傳感器的開(kāi)發(fā)難度并不小,，例如針對(duì)復(fù)雜環(huán)境的干擾,，強(qiáng)反射雜波干擾對(duì)雷達(dá)回波的信噪比影響也非常重要，普通信號(hào)處理方法很難將其去除,，從而讓UWB造成誤判或者漏判,。
從目前的市場(chǎng)發(fā)展來(lái)看，由于其低廉的價(jià)格,，長(zhǎng)時(shí)間下紅外人在傳感器可能仍然會(huì)是主流,，但UWB與毫米波的發(fā)展不容小覷。隨著人體存在傳感器的普及率增加,，不僅能夠讓家居更智能,，同時(shí)也能更節(jié)能。
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