Im Vergleich zu früher verlassen sich die Menschen in Industrieländern/-regionen und Entwicklungsländern/-regionen heute mehr auf Klimaanlagen (AC), um komfortable Wohnräume zu erhalten, sodass auch der Energieverbrauch rapide ansteigt.
Laut der International Energy Association's"Future of Refrigeration" Berichten zufolge entfallen 10 % des heutigen'Gesamtenergieverbrauchs auf Klimaanlagen. Es wird geschätzt, dass sich dieser Verbrauch bis 2050 verdreifachen wird, was der aktuellen Gesamtstromerzeugungskapazität der Vereinigten Staaten, der Europäischen Union und Japans entspricht. Bis 2050 wird die Zahl der Klimaanlagen in Wohn- und Gewerbegebäuden weltweit von heute 1,6 Milliarden auf 5,6 Milliarden steigen. Dies entspricht in den nächsten 30 Jahren dem Verkauf von 10 neuen Klimaanlagen pro Sekunde.
Die Rolle der Präsenzerkennung bei der Klimatisierung
Durch die Anpassung an das Aktivitätsniveau in Innenräumen und die Lenkung des Luftstroms dorthin, wo er mehr benötigt wird, kann die Erfassung der Körperbelegung Klimaanlagen intelligenter und energieeffizienter machen. Abbildung 1 zeigt einige Szenarien. In diesen Szenarien liefert die Belegungserfassung (wie Anwesenheit/Abwesenheit, Aktivitäts- und Personalstandorterkennung) Feedback. Durch die Anpassung der Raumtemperatur und die Lenkung des Luftstroms zu den Bewohnern in Innenräumen kann es dazu beitragen, Energie zu sparen und die Umgebung angenehmer zu gestalten.
Abbildung 1: Eine Szene, die zeigt, wie das Feedback aus der Präsenzerkennung die Nutzung der Klimaanlage bestimmt
Passive Infrarotsensoren und Kameralösungen sind zwei Technologien, die bei der Anwesenheitserkennung von Klimaanlagen verwendet werden. Passive Infrarotsensoren haben niedrige Kosten und einen geringen Stromverbrauch, weisen jedoch eine hohe Fehlerkennungsrate bei hellem Sonnenlicht auf und sind nicht empfindlich gegenüber feinen Bewegungen. Im Gegensatz dazu bietet die Kamera eine hervorragende Auflösung, kann jedoch eine höhere Fehlerkennungsrate aufweisen, insbesondere bei der Erkennung von Schatten und Porträtbildern. Passive Infrarotsensoren und Kameralösungen sind optische Sensoren, und das Design erfordert ein optisches Design, das zusätzliche Öffnungen erfordert, die das Erscheinungsbild des Designs beeinträchtigen können.
Die gesamte Branche nutzt Präsenzerkennung, um Energie zu sparen, und setzt sich auch dafür ein, Klimaanlagen durch Edge-Processing intelligenter zu machen. Neben der Steuerung des Betriebs der Klimaanlage durch Anwesenheitserkennung, um den Benutzerkomfort zu verbessern, gibt es auch kontinuierliche Bemühungen, eine einzige Sensortechnologie zu verwenden. Zukünftig werden Klimaanlagen zusätzliche Funktionen zur Überwachung der Benutzersicherheit integrieren, wie beispielsweise die Erkennung von Sturzereignissen und die Überwachung von Vitalparametern, einschließlich Herzfrequenz und Atemfrequenz.
Vorteile von Millimeterwellensensoren in der Präsenzerfassung
Millimeterwellensensoren (mmWave) von TI bieten einen umfangreichen Datensatz, der genaue Informationen zu Reichweite, Geschwindigkeit und Ankunftsrichtung für jedes Objekt im relevanten Bereich enthält. Durch den digitalen Signalprozessor (DSP), der die Objekterkennung, -klassifizierung und -verfolgung durchführt, ist es möglich, Informationen zur Personalbelegung zu erhalten, wie zum Beispiel Anwesenheit, Abwesenheit, Anzahl des Personals und die genaue Position des Personals in Bezug auf die Luft. Konditionierung Ausrüstung. Klimaanlagen können diese Informationen verwenden, um fundierte Entscheidungen zu treffen; Wenn beispielsweise jemand einen Raum betritt, erfasst der Sensor die Anwesenheit der Person in der kürzesten voreingestellten Zeit, bevor er den Luftstrom einschaltet. Wenn die Person im Raum bleibt, leitet die Klimaanlage den Luftstrom zur Person, indem sie Ortungs-/Ortsinformationen verwendet, um Komfort zu bieten. Die Klimaanlage passt die Temperatur auch an die Anzahl der Personen im Raum an, um mehr Komfort und bessere Energiespareffekte zu erzielen.
Neben der Genauigkeit und Präzision der Daten bieten die Millimeterwellensensoren von TI&viele Vorteile bei der Entwicklung energieeffizienter intelligenter Klimatisierungslösungen, darunter:
· Reduzierte Fehlerkennungen
·Kann normal in rauen Umgebungen betrieben werden
·Das Produkt hat ein schönes Design und ein kompaktes Aussehen
·Die Verwendung von Sensortechnologie anstelle von Kameras kann Datenschutzbedenken reduzieren. Realisieren Sie unter der Prämisse des Schutzes der Privatsphäre die Personenzählung und die Zielverfolgung
Edge-Intelligenz realisieren
TI's Millimeterwellen-60-GHz-Sensor integriert einen frequenzmodulierten Dauerstrich-Transceiver, einen On-Chip-Überwachungs- und Kalibrierungsmechanismus, einen Arm® Cortex®-R4F-Mikrocontroller und einen C674x DSP auf einem einzigen Chip. Diese Integrationsfunktion kann die Realisierung von Intelligenz auf hochintegrierten Sensoren und Echtzeit-Datenverarbeitung im Gerät selbst unterstützen.
Eine Beispielanwendung verwendet TI's IWR6843 60-GHz-Millimeterwellen-Einzelchip-Sensor, um eine Anwesenheitserkennung für gewerbliche und private Klimaanlagen zu erreichen. Der Sensor, der die Daten verarbeitet, verwendet Capon Beamforming zur Erkennung von Personen und kann Objekte intelligent klassifizieren, um Fehlerkennungen zu minimieren. Diese Beispielanwendung demonstriert eine Erkennungsgenauigkeit von +/-10 cm für Personen (einschließlich bewegter und stationärer Personen), und die Erkennungsentfernung in Innenräumen kann bis zu 8 Meter betragen. Die Zähldichte beträgt 3 Personen pro zwei Meter. Wenn die Anzahl der Personen weniger als 5 beträgt, beträgt die Genauigkeit 100 %; bei 9 Personen im Raum beträgt die Genauigkeit 85 %.
In naher Zukunft wird die Klimatisierung zu einem vollständig autarken System auf Datenbasis, ohne dass eine Fernbedienung oder Mensch-Computer-Interaktion durch das Klimasteuergerät erforderlich ist. Die Sensorik der Klimaanlage sammelt kontinuierlich Daten, um für mehr Komfort zu sorgen. In einer Büroumgebung können Sensoren beispielsweise im Laufe der Zeit feststellen, dass die Anzahl der Personen im Büro von 9 bis 17 Uhr am höchsten ist. Auf der Grundlage dieser Daten lernt das System, während der Stoßzeiten mehr Luftstrom zu lenken und den Luftstrom außerhalb der Spitzenzeiten zu begrenzen oder abzuschalten, um den Energieverbrauch zu senken und dadurch Unternehmenskosten zu sparen.
Die Nachfrage nach Wohn- und Gewerbeklimageräten wächst weiter und wird sich bis 2050 verdreifachen. Die Präsenzerfassung mit Millimeterwellentechnologie kann den Gesamtenergieverbrauch der Klimaanlagen um bis zu 35 % senken. Mit Blick auf die Zukunft wird die Millimeterwellen-Technologie nicht nur den Betrieb von HLK-Anlagen weiterhin stärker beeinflussen, sondern auch den Gesamtausstoß von Schadstoffen in die Umwelt reduzieren.
