传感器让世界充满智能，便利。通过人员位置检测和移动跟踪，各种系统将能够在更加智能的未来世界实现自主运行。如图所示，这些系统可包括室内/室外安保和监控、自动门、工厂机械安全扫描仪以及用于控制照明、暖通空调和电梯的自动化设备。

毫米波是一种传感解决方案，其将会对这些系统中的人员检测、定位和跟踪方式带来变化。TI的毫米波传感器可以在各种环境下检测物体的距离、速度和角度，同时提供高级算法的片上处理功能。

这些特性用于楼宇、工厂和城市自动化中的占用和移动传感器上，能够减少错误检测、提供高精度的位置和行进方向数据并保持隐私性，所有这些特性都集中在单个芯片上，可实现本地处理。

 目前技术状况

目前的占用及人员跟踪传感器所使用的技术包括：被动红外（PIR）、光学摄像头、主动红外（如激光雷达和三维飞行时间（ToF））和10GHz至24GHz微波等。表中比较了这些技术并列出了它们的优缺点。

但是，随着人们对安防、安全和效率的期望越来越高，下一代传感器必须克服常见的传感难题，提供既准确又可靠的传感。

 误检

目前，传感器所面临的最大难题之一是误检。具体表现为发生某个传感事件时的响应或未能响应（通过警报和系统触发等形式）。误检具有两种截然不同的形式，即错误肯定和错误否定，由于某种技术的特定传感故障或灵敏度造成的。

错误否定是指传感系统未能对重要的事件作出响应。错误肯定则是传感系统对不重要的事件作出了响应。根据传感器所在的更大的系统，错误肯定可能会导致类似开灯之类的无害结果，也有可能会导致需要安保人员介入调查的较为严重的后果。

 隐私

随着自动化系统越来越趋向于高水平的连接性和智能化，在公共空间和私人空间中安装传感器有可能会导致公众对泄露。个人身份的担忧。配备能够在保持匿名性的情况下，提供有意义数据的传感器将会是一个重要的优势。

 解决方案的复杂性

解决方案的复杂性可能会成为实施楼宇自动化中传感技术的极大障碍。确保解决方案在软硬件设计层面的简易性可大大减少用户的必需投资，从而用户可将相应技术推向市场并解决传感系统必须处理的所有临界情况。

在传感器端提供处理和决策能力也可以简化楼宇自动化系统的软硬件设计。通过在传感器端进行决策，用户可以尽可能减少数据传输、数据存储和对决策型中心系统或人员的需求，从而简化系统设计并节省成本。

 环境遮挡

传感器所面临的一个重大挑战是，环境中的物体常常会遮挡到目标物体的视线。墙壁、树叶和不透明的玻璃等物体会遮挡基于光学技术的传感器的“视线”，最终限制这些传感器的安装、布局和使用。使用射频和其他穿透技术的传感器有一个优势，即它们可以穿透某些材料，开辟了使用这些传感器的新途径。

 毫米波技术

TI的毫米波技术和IWR系列传感器件具有许多关键特性，这些特性可转化为楼宇自动化应用中的实际优势，包括减少错误检测。毫米波是唯一可以提供距离、速度和角度这三个数据集的传感技术，能准确地确定人员的位置及行进方向。

TI毫米波传感器中嵌入了处理内核，可实时处理距离、速度和角度数据。传感器还实现了高级算法，可支持跟踪人员运动历史、基于位置或行进方向触发系统或基于物体大小和运动对物体进行分类等功能。

在传感器上实现嵌入式处理意味着，可以在单个芯片上执行所有操作，而无需使用外部处理器。通过TI毫米波传感器的独特数据集和片上处理功能，楼宇自动化系统能够减少错误检测。

毫米波传感器可以检测非常细小的动作（如人们打字、谈话或呼吸时的动作），在忽略静止物体的同时，防止出现错误占用否定。静态物体根据大小和形状也有可能造成错误检测；

毫米波传感器会发送和接收射频信号，而且本身对可能成为错误检测常见原因的环境影响有非常强的适应能力。它们可以在各种环境照明、温度、湿度和气流情况下进行准确传感，甚至可以在存在降水的情况下继续进行传感。

因此，它们适合需要在各种环境条件下进行恒定传感的室内或室外应用。此外，这种适应能力意味着，毫米波传感器无需任何复杂软件即可应对阴影或天气等环境临界情况。

在非常注重隐私的应用（例如浴室、更衣室或健身房）中，人们可能会对使用摄像头和其他光学解决方案的做法比较敏感。而毫米波传感器使用的是射频信号，这意味着这些传感器不会提供任何与个人身份有关的信息。

传感器信号还可以穿透干墙、胶合板和塑料等不同类型的材料，方便用户选择独特的安装位置，包括隐藏在墙壁和其他物体的后面，从而避免系统损坏或让工业设计保持清洁。

 支持运动检测和人数统计的毫米波技术

使用毫米波雷达传感器的人数统计与跟踪参考设计介绍了TI的毫米波传感器在室内和室外人数统计应用中的使用情况。

此参考设计采用了IWR1642器件，该器件包括用于运行板载算法的射频/模拟和数字处理内核可支持远达14m的人员检测和跟踪功能的单芯片人数统计系统。该参考设计同时包括硬件和软件组成部分。

硬件组成部分采用了IWR1642评估模块 （EVM），以获得水平120°，垂直 30°的天线视角。从软件角度来看，该参考设计包括分别支持6m和14m运行的两个基本配置以及可消除静态物体的影响和可跟踪多人移动历史的专用算法。

IWR1642能够运行板载算法，通过该功能，毫米波传感器能够为楼宇自动化应用带来实质性的好处。该参考设计实现了两种关键算法：

• 静态干扰消除算法用于忽略场景中静止不动的物体。此算法会分析来自毫米波传感器的速度（多普勒）信息，以滤除属于静态背景的一部分的物体，例如墙壁和家具。由于人是移动的物体，借助此算法，更高级的应用和算法可以轻松忽略非人类静态物体，从而减少误检。

• 群组跟踪算法用于同时对多个对象进行区分和跟踪。此算法会在一段时间内监控点云的移动历史，从而测量场景中移动物体的大小、精确定位这些物体的位置并跟踪物体在一段时间内的移动和位置历史。

借助该算法，更高级别的应用可以确定在环境中移动的人员的确切位置和行进方向这些算法是在IWR1642上的软件中运行的示例处理链中实现的。上图展示了该处理链，在板载C674xDSP以及Arm®Cortex-R4F微控制器上运行的数字信号处理代码实现了该处理链。该处理链的实现和上述算法包括可调整参数，因此可对软件进行调整以适应不同的应用。

用户可以调整多个设置，以便在不同的环境中更接近期望的性能水平。TI在不同的环境下测试了该参考设计，包括会议室、走廊、开放式办公区和电梯，以证明该设计可在不同的调试参数下保持相应的性能。

 结论

TI毫米波传感器通过采用基于射频的耐用型高精度传感器实现了前所未有的距离、速度和角度数据集以及提供强大的片上处理功能，可支持楼宇自动化应用的创新。

毫米波传感器可在强日光、黑暗、穿墙和雨中等富有挑战性的环境中实现传感，因此可提供附加价值。这些特性使得毫米波技术成为了公认的传感选择，而且有助于解决当今面临的误检、隐私和解决方案复杂性这三个难题，从而实现具有智能和本地决策功能的下一代楼宇自动化传感器。

 关于毫米波

毫米波 （millimeter wave ）：波长为1～10毫米的电磁波称毫米波，它位于微波与远红外波相交叠的波长范围，因而兼有两种波谱的特点。