超高精度的生命监测技术，在智能家居也能大放异彩

电子发烧友网报道（文/李诚）随着生活质量的提高，私家车普及率增长明显，车内窒息事件也呈现出了逐年增长的态势。尤其是在炎热的夏天，车内密闭空间能够在短短的几分钟内升温至数十度，若儿童或是宠物被遗忘在车内，将会对生命造成极大的威胁。
 
为尽可能地避免惨剧的发生，基于红外线、摄像头、雷达的生命检测技术也因此应运而生。生命检测技术能够在车辆落锁后，通过传感器对车内进行扫描并做出分析与判断，经过多次检测循环，当扫描出生命体后会自动进入休眠模式。若通过扫描检测出有生命体的存在，则会触发警报提醒车主或自动报警。
 
基于毫米波雷达的解决方案，还可对车内的生命体进行心跳、呼吸、脉搏的检测，提高监测系统的精度和降低误报率。目前该技术已经在众多车企的车型中使用，并且应用场景也扩展到了智能家居、养老院、医院等。
 
为机器赋予“眼睛”的英飞凌XENSIV™ 60 GHz雷达解决方案
 
毫米波雷达在自动驾驶领域已被广泛使用，是自动驾驶系统检测车身周围环境的媒介。基于毫米波雷达的工作特性，英飞凌推出了可实现生命存在检测的XENSIV™毫米波雷达解决方案，同时还包括了MCU、PMIC和软件开发支持。
 
XENSIV™ BGT60TR13C毫米波雷达传感器是英飞凌推出的生命存在解决方案，可在消费类电子、医疗保健、监控、驾驶辅助和工业应用中，用于短程定位和生命体征追踪。通过软硬件配合，英飞凌的XENSIV™ 存在检测方案能够在5米的范围内检测到精度极高的微动作变化，以及在10米范围内检测到大动作变化，即使被测目标处于静止状态时，该检测方案也能通过监测呼吸时所产生的微弱变化来判断是否有生命体的存在。
 

 
BGT60TR13C Demo 图源：英飞凌

 
 BGT60TR13C的工作原理主要是通过一个发射通道输出调频连续波讯号，并通过三个接收通道接收被测目标回传的波信号判断生命体的存在，其中每一个接收通道均分别集成了一个滤波器用于滤除杂波，一个VGA和一个ADC。ADC会将回传的模拟信号转换为数字信号存储在FIFO中。单颗芯片的可检测范围为5m，触发条件阈值可自行设定。能够实现水平范围180°和垂直范围80度的覆盖，收发天线还可以根据实际需求进行多角度的设计。该雷达传感器的感知刷新周期小于0.1秒，能够在更短的时间内通过多次刷新检测的方式，及时发现生命体的存在为汽车应用提供更高的安全保证。同时该传感器的距离分辨率最低为3米，识别准确率高达99.9%以上。
 
矽碘微基于毫米波的生命存在解决方案
 
此前，一家专注于研发高性能无线技术相关芯片的矽碘微，推出了基于毫米波雷达的生命存在感应解决方案XenD101Pro，通过抗干扰算法与硬件结合的方式重新定义存在感应，并提升传感器的整体性能和检测的灵敏度。
 

 
图源：矽碘微

 
XenD101Pro是可以通过毫米波呼吸检测技术，实现生命纯在检测的解决方案，基于该方案的高精度检测能力，还可以对人体当前的状态进行判断，如静坐、躺卧、微动等。XenD101Pro解决方案的核心是采用了矽碘微的S3KM111L毫米波雷达传感器，能够精确的检测3米范围内的生命存在。
 
S3KM111L是一款利用FMCW调频连续波进行空间探测的毫米波雷达传感器，芯片内部集成了一个发射通道和一个接收通道，最大发射功率为12dBm，接收噪音系数为10.5dB（包括ADC）。PLL相位噪声，1MHz频偏为－97dBc。矽碘微为简化系统的设计，还在该传感器内部集成了电源管理模块，以及片上DSP模块，通过可配置指令提升处理器的整体性能，最小化片外信号处理资源。
 
在软件方面，XenD101Pro分别引入了生命检测智能算法与抗干扰算法，这两种智能算法能够对人体的行为进行更高精度的识别，剔除虚假目标干扰，有效分类出活体与其他物体，并将定位精度提升至厘米级。在智能家居的应用场景中，智能家居控制系统还可以根据XenD101Pro解决方案所检测到的人体行为进行灯光调节、音响音量调节以及其他的一系列智能化操作。
 
结语
 
如今汽车产业、智能家居发展得如火如荼，在各行业都在往智能化发展的浪潮中，基于毫米波的生命存在检测技术，以人的生命体征作为参考，不仅提高了在车内人员的生命安全性，还促进了家居智能化的发展。