W porównaniu z przeszłością ludzie w krajach/regionach rozwiniętych i krajach/regionach rozwijających się teraz bardziej polegają na klimatyzatorach (AC), aby uzyskać komfortowe przestrzenie mieszkalne, więc zużycie energii również gwałtownie rośnie.
Według Międzynarodowego Stowarzyszenia Energetycznego's"Przyszłość chłodnictwa" raport, klimatyzacja odpowiada za 10% dzisiejszego' całkowitego zużycia energii. Szacuje się, że do 2050 r. zużycie to potroi się, co odpowiada obecnej łącznej mocy wytwórczej Stanów Zjednoczonych, Unii Europejskiej i Japonii. Do 2050 r. liczba klimatyzatorów w budynkach mieszkalnych i komercyjnych na całym świecie wzrośnie z 1,6 miliarda obecnie do 5,6 miliarda. Odpowiada to 10 nowym klimatyzatorom sprzedawanym co sekundę przez następne 30 lat.
Rola wykrywania obecności w klimatyzacji
Dostosowując się do poziomów aktywności w pomieszczeniach i kierując przepływ powietrza tam, gdzie jest bardziej potrzebny, wykrywanie zajętości ludzkiego ciała może sprawić, że klimatyzatory będą inteligentniejsze i bardziej energooszczędne. Rysunek 1 przedstawia niektóre scenariusze. W tych scenariuszach wykrywanie zajętości (takie jak wykrywanie obecności/nieobecności, aktywności i lokalizacji personelu) zapewnia informację zwrotną. Dostosowując temperaturę w pomieszczeniu i kierując przepływ powietrza do osób znajdujących się w pomieszczeniu, może pomóc zaoszczędzić energię i sprawić, że środowisko będzie bardziej komfortowe.
Rysunek 1: Scena pokazująca, w jaki sposób informacje zwrotne uzyskane z czujnika obecności determinują wykorzystanie klimatyzatora
Pasywne czujniki podczerwieni i rozwiązania kamer to dwie technologie stosowane w wykrywaniu zajętości klimatyzacji. Pasywne czujniki podczerwieni są tanie i zużywają mało energii, ale mają wysoki współczynnik fałszywego wykrywania w jasnym świetle słonecznym i nie są wrażliwe na delikatny ruch. W przeciwieństwie do tego kamera może zapewnić doskonałą rozdzielczość, ale może mieć wyższy współczynnik fałszywego wykrywania, szczególnie w przypadku wykrywania cieni i obrazów portretowych. Pasywne czujniki podczerwieni i rozwiązania kamerowe są czujnikami optycznymi, a w projekcie wymagana będzie konstrukcja optyczna, wymagająca dodatkowych otworów, co może wpłynąć na wygląd projektu.
Cała branża wykorzystuje wykrywanie obecności w celu osiągnięcia oszczędności energii, a także dąży do tego, aby klimatyzatory były inteligentniejsze dzięki przetwarzaniu krawędzi. Oprócz kontrolowania pracy klimatyzatora poprzez wykrywanie obecności w celu poprawy komfortu użytkownika, podejmowane są również ciągłe wysiłki na rzecz przyjęcia technologii jednego czujnika. W przyszłości klimatyzatory będą integrować dodatkowe funkcje monitorowania bezpieczeństwa użytkownika, takie jak wykrywanie upadków i monitorowanie parametrów życiowych, w tym tętna i częstości oddechów.
Zalety czujników fal milimetrowych w wykrywaniu obecności
Czujniki fal milimetrowych TI (mmWave) zapewniają bogaty zestaw danych, który zawiera dokładne informacje o zasięgu, prędkości i kierunku przybycia dla każdego obiektu w odpowiednim obszarze. Dzięki cyfrowemu procesorowi sygnałowemu (DSP), który wykonuje wykrywanie, klasyfikację i śledzenie obiektów, możliwe jest uzyskanie informacji o zajętości personelu, takich jak obecność, nieobecność, liczba personelu i dokładna pozycja personelu względem powietrza. sprzęt klimatyzacyjny. Urządzenia klimatyzacyjne mogą wykorzystywać te informacje do podejmowania świadomych decyzji; na przykład, gdy ktoś wejdzie do pokoju, czujnik będzie śledził obecność tej osoby w najkrótszym zaprogramowanym czasie przed włączeniem nawiewu. Jeśli osoba pozostaje w pokoju, klimatyzator kieruje przepływ powietrza do osoby, korzystając z informacji o śledzeniu/lokalizacji, aby zapewnić komfort. Klimatyzator dostosuje również temperaturę do liczby osób w pomieszczeniu, aby osiągnąć większy komfort i lepsze efekty oszczędzania energii.
Oprócz dokładności i precyzji danych, czujniki fal milimetrowych TI' zapewniają wiele korzyści podczas tworzenia energooszczędnych inteligentnych rozwiązań klimatyzacyjnych, w tym:
· Ograniczona liczba fałszywych wykryć
· Może pracować normalnie w trudnych warunkach
·Produkt ma piękny design i kompaktowy wygląd
·Korzystanie z technologii wykrywania zamiast kamer może zmniejszyć obawy o prywatność. Zgodnie z założeniem ochrony prywatności, realizuj liczenie osób i śledzenie celów
Zrealizuj inteligencję krawędzi
Czujnik TI' fala milimetrowa 60 GHz integruje modulowany częstotliwościowo nadajnik-odbiornik fali ciągłej, mechanizm monitorowania i kalibracji na chipie, mikrokontroler Arm® Cortex®-R4F i C674x DSP w jednym chipie. Ta funkcja integracji może wspierać realizację inteligencji w wysoce zintegrowanych czujnikach i przetwarzanie danych w czasie rzeczywistym w samym urządzeniu.
Przykładowa aplikacja wykorzystuje jednoukładowy czujnik fali milimetrowej TI' IWR6843 60GHz do wykrywania zajętości w klimatyzatorach komercyjnych i mieszkaniowych. Czujnik przetwarzający dane wykorzystuje kształtowanie wiązki Capon do wykrywania ludzi i może inteligentnie klasyfikować obiekty, aby zminimalizować fałszywe detekcje. Ta przykładowa aplikacja wykazuje dokładność wykrywania wynoszącą +/-10 cm dla osób (w tym poruszających się i nieruchomych), a odległość wykrywania w pomieszczeniu może wynosić nawet 8 metrów. Gęstość liczenia wynosi 3 osoby na dwa metry. Gdy liczba osób jest mniejsza niż 5, dokładność wynosi 100%; gdy w pomieszczeniu jest 9 osób, dokładność wynosi 85%.
W niedalekiej przyszłości klimatyzacja stanie się całkowicie niezależnym systemem opartym na danych, bez potrzeby zdalnego sterowania lub interakcji człowiek-komputer za pośrednictwem jednostki sterującej klimatyzacją. Technologia czujników w klimatyzatorze stale zbiera dane w celu zapewnienia lepszego komfortu. Na przykład w środowisku biurowym czujniki mogą z czasem określić, że liczba osób w biurze jest najwyższa w godzinach od 9:00 do 17:00. Na podstawie tych danych system nauczy się kierować większym przepływem powietrza w godzinach szczytu oraz ograniczać lub wyłączać przepływ powietrza poza godzinami szczytu, aby zmniejszyć zużycie energii, a tym samym obniżyć koszty firmy.
Zapotrzebowanie na klimatyzatory mieszkaniowe i komercyjne stale rośnie i potroi się do 2050 r. Wykrywanie obecności za pomocą technologii fal milimetrowych może zmniejszyć ogólne zużycie energii przez klimatyzację nawet o 35%. Patrząc w przyszłość, technologia fal milimetrowych nie tylko nadal będzie miała większy wpływ na działanie systemów HVAC, ale także zmniejszy ogólną emisję zanieczyszczeń do środowiska.
