可靠且经济实惠的存在检测如何改变未来的空间管理

本文将首先探讨存在检测日益增长的作用。然后，它将考虑当前的市场检测系统，并特别详细说明主动红外传感器与被动红外传感器的优势。最后，它将介绍一种新的主动红外跟踪解决方案。

什么是存在检测？

存在检测，也称为人类存在检测，是识别或定位特定区域或物理空间中人员存在的能力。

为什么存在检测很重要

室内空间的存在检测变得越来越重要，尤其是 COVID-19 的最新发展加速了这一趋势。存在检测的有趣用例可以涵盖整个内部空间，例如办公室、电梯轿厢、走廊和零售空间。例如，在电梯中，在紧急情况下，检测可能是一种有用的甚至挽救生命的工具。在零售应用中，存在检测可用于监控行为模式，这些数据可以帮助优化产品放置，从而使零售商和消费者受益。此外，存在检测可用于检测办公空间的效用。例如，如果办公室由于旅行或在家工作而未充分利用，公司可以使用存在检测来评估使用情况，并在适用的情况下减少办公桌的数量。存在检测也可以应用于移动办公室等应用，在某些位置，远程工作人员可能没有指定的办公桌，但需要通过移动办公室提供商找到可用的工作空间。这些应用需要易于集成到当前设计中的智能、经济高效的解决方案。

当前市场存在检测系统

市场上有多种存在检测解决方案，例如飞行时间、雷达、2D 摄像头以及被动或主动红外存在探测器。这些的价格范围和准确性可能会有很大差异。虽然高端飞行时间传感器在存在检测方面提供了最高精度，但它处于成本规模的上限。因此，它被用于关键解决方案，例如人机交互。另一方面，红外存在探测器可以以更低的成本为不太重要的应用提供理想的精度水平。

主动红外传感器相对于无源传感器的优势

虽然有源和无源传感器都可以提供经济高效的解决方案，但有源传感器可以在高精度计数模式下使用。此外，存在检测传感器必须识别各种照明场景中的最小移动。主动红外传感器更有效，因为它主动发射红外光以检测人。这与被动传感形成鲜明对比，被动传感仅依赖于人体红外光的反射。

主动红外解决方案还可以包含主动红外传感器（IR），该传感器不仅可以用于检测移动的人，还可以用于检测非移动的人，从而防止假阴性。由于其光学原理，传感器可以隐藏在红外透明的彩色塑料或玻璃后面，因此可以方便地融入产品设计和内部环境。

主动红外传感解决方案

ADI公司的ADPD1080评估板可实现主动红外跟踪。

该评估板由电源管理、一个光电二极管、六个LED和一个光度前端ADPD1080组成。红外 LED 发光，在距离传感器最远 5 m 的地方测量光的反射强度。

运动可以通过强度的变化来检测——当房间内没有运动时，强度保持不变。光电二极管位于LED中间，可以放置在黑色染色塑料屏幕后面，这一附加设计功能为客户提供了离散放置选项。

该评估板由两种设置组成。第一个用于更近的距离，第二个最适合远距离。这是由于LED强度。ADPD1080是一款全光度前端，具有8个前端输入，连接到光电二极管。它还具有三个集成的LED驱动器，并提供两个时隙，可以独立编程以读出光电二极管并控制LED。利用这些时隙，无需重新编程寄存器即可启用不同的模式以节省功耗（与以前的版本相比约为20%）。此外，它还具有内置的环境光抑制功能，可过滤其他光因素，例如阳光、灯具或其他环境光。即使是荧光灯泡（尽管其频谱较宽）和LED灯具（尽管其开关频率）也被有效滤除。

图2显示了ADPD1080的框图。光电二极管的电流被放大并用跨阻放大器转换。之后，带通滤光片和积分器用于环境光滤波。带通滤波器阻挡直流光，积分器用于滤除环境光的交流分量，将其降低80 dB。模拟前端的工作原理如图3所示。

图2.ADPD1080评估板原理图

图3.ADPD1080光度学前端的时序配置。

现实生活中的测量显示了优势

该评估板通过在多个测试环境中安装在办公室天花板上进行测试。对于每次运行，测试人员以不同的间隔在办公室里走动，并记录传感器的信号。图4显示了传感器信号和所表示的测试运行的运动的清晰响应。在左侧，绘制强度值，而在右侧，显示强度的变化。与运动相对应的强度变化是显着的。

图4.红外传感器对步行运动的响应：强度值（左）和相应的强度变化（右）。

在第二次测试中，评估板在更困难的情况下进行测试。测试人员站着不动，只允许很少的运动来测试不仅运动，而且测试人员存在的检测能力。图5显示了信号和明显的强度变化。

图5.红外传感器对有限运动静止位置的响应：强度值（左）和相应的强度变化（右）。

结论

总之，ADPD1080提供了开箱即用的体验，提供了一种主动红外存在检测解决方案，不仅成本低、精度高，而且尺寸小。它的运行功率明显低于飞行时间或雷达解决方案，并且可以在半径达 5 m 的范围内进行测量。其强大的功能可轻松集成到现有产品中，除了存在检测外，它还可用于各种用例，包括手势感应。总体而言，这些优势可以使客户以更低的成本提高效率和安全性，从而有助于塑造未来的设施管理。

审核编辑：郭婷