英飛凌 IoT 系統(tǒng)

隨著技術(shù)的發(fā)展，人們的生活日益豐富，DX 在各個(gè)領(lǐng)域中扮演著越來(lái)越重要的角色，護(hù)理是其領(lǐng)域之一。當(dāng)前日本人口老齡化正在加速，預(yù)計(jì)獨(dú)居老年人的數(shù)量將繼續(xù)增加。基于此，本文將介紹英飛凌以照顧獨(dú)居老人為理念的 IoT 系統(tǒng)解決方案。該系統(tǒng)除防盜功能外，當(dāng)用戶外出時(shí)還可以切換到監(jiān)護(hù)模式，這些功能主要是通過(guò)使用英飛凌的傳感器和 PSoC 來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

英飛凌 IoT 系統(tǒng)功能架構(gòu)

如下圖 (圖1) 所示，英飛凌 IoT 系統(tǒng)解決方案的設(shè)計(jì)主要由人體傳感器、攝像頭、Wi-Fi、云服務(wù)器四大模塊來(lái)完成。

圖1 IoT 系統(tǒng)功能架構(gòu)

在 IoT 系統(tǒng)的四大模塊中使用了英飛凌的多種產(chǎn)品，如下圖 (圖2) 所示：

Wi-Fi：英飛凌 CYW43012

攝像頭模塊：I2C、SPI 接口、JPEG 壓縮 (640×480)

人體傳感器：英飛凌 BGT60LTR11AIP (60GHz 毫米波雷達(dá))

MCU 服務(wù)器：英飛凌 PSoC 6（Arm Cortex-M0+、Arm Cortex-M4)

圖2 IoT 系統(tǒng)使用產(chǎn)品

英飛凌 IoT 系統(tǒng)信息處理流程

英飛凌 IoT 系統(tǒng)各大模塊對(duì)信息的處理流程為：首先人體傳感器不斷感知人體動(dòng)作，當(dāng)傳感器在一段時(shí)間內(nèi)未能檢測(cè)到人體運(yùn)動(dòng)時(shí)，攝像頭監(jiān)控功能將會(huì)啟動(dòng)，同時(shí)將拍攝的視頻/圖像通過(guò) Wi-Fi 上傳到云端服務(wù)器，此時(shí)用戶可通過(guò)網(wǎng)頁(yè)進(jìn)行遠(yuǎn)程查看。

60GHz 毫米波雷達(dá)探測(cè)人體

IoT 系統(tǒng)中的人體傳感器采用英飛凌 60GHz 毫米波雷達(dá) (BGT60LTR11AIP)，無(wú)需微型計(jì)算機(jī)即可檢測(cè) 5 米外的人體運(yùn)動(dòng)。同時(shí)由 PSoC6 的 GPIO 引腳進(jìn)行控制，能夠在檢測(cè)到人體運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)送信號(hào)。但在 2022 年 2 月之前，這里所使用到的 Radar 模塊還未取得日本技適認(rèn)證，所以在監(jiān)控拍攝時(shí)無(wú)法使用 Radar。為了能讓監(jiān)控畫面能夠正常運(yùn)行，英飛凌對(duì)此進(jìn)行了改進(jìn)。

圖3 60GHz 毫米波雷達(dá)探測(cè)人體

使用 PSoC6＋CYW43012 將攝影和圖像數(shù)據(jù)傳送至云端

英飛凌 IoT 系統(tǒng)所使用的云服務(wù)器為 AWS (Amazon Web Service)。當(dāng)處于監(jiān)護(hù)模式時(shí)，如果 IoT 系統(tǒng)在一段時(shí)間內(nèi)沒有檢測(cè)到人體運(yùn)動(dòng)時(shí)，則系統(tǒng)將視為該人已經(jīng)跌倒。這種情況下攝像頭模塊將會(huì)啟動(dòng)并拍照，然后通過(guò) CYW43012 連接到 WLAN 網(wǎng)絡(luò)，最后將拍攝的照片通過(guò)套接字通信發(fā)送至 AWS。當(dāng)用戶外出時(shí)，可以從網(wǎng)站將 IoT 系統(tǒng)切換到防盜模式。當(dāng) 60GHz 毫米波雷達(dá)檢測(cè)到人員進(jìn)入時(shí)，會(huì)觸發(fā)警備模式并在拍照后將數(shù)據(jù)上傳到 AWS。

英飛凌 IoT 系統(tǒng)網(wǎng)站頁(yè)面顯示

如下圖 (圖4) 所示，英飛凌 IoT 系統(tǒng)通過(guò) AWS 為用戶創(chuàng)建專屬網(wǎng)站，在網(wǎng)站上，用戶除了可查看監(jiān)控的照片記錄和時(shí)間外，系統(tǒng)還將生成檢測(cè)人體運(yùn)動(dòng)的最終日志。此外當(dāng)上傳圖像時(shí)，AWS 會(huì)向 LINE 推送消息和 URL。

圖4 IoT 系統(tǒng)網(wǎng)站頁(yè)面顯示

英飛凌 IoT 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)概要

英飛凌 IoT 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖 (圖5) 所示，在圖片左邊第一層面板中，通過(guò)安裝人體傳感器以檢測(cè)人體動(dòng)作，以及監(jiān)控畫面時(shí)用到的攝像頭模塊和在拍照時(shí)用于發(fā)出信號(hào)的紅色 LED 燈。在圖片中間的面板里配備了英飛凌的PSoC6 和 CYW43012，其通過(guò) CY8CKIT-062S2-43012 對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行控制并通過(guò) Wi-Fi 向云服務(wù)器傳輸數(shù)據(jù)。IoT 系統(tǒng)中，各大模塊的功能運(yùn)作均通過(guò) 5V/2.1A、USB 輸出的移動(dòng)電池來(lái)完成。

圖5 IoT 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

英飛凌 IoT 系統(tǒng)功能一覽

通過(guò) CYW43012 掃描 AP，連接 Wi-Fi

PSoC6 控制相機(jī)組件模塊 (I2C 通信、SPI 通信)

利用 60GHz 毫米波雷達(dá)進(jìn)行人體探測(cè)的信號(hào)中斷處理和延時(shí)測(cè)量

通過(guò)套接字通信將數(shù)據(jù)上傳至 AWS 并在 TCP 客戶端顯示：傳輸檢測(cè)信號(hào)和 JPEG 圖像數(shù)據(jù)且網(wǎng)頁(yè)可自由切換至監(jiān)護(hù)模式/防盜模式