- Hệ thống cảm biến trực quan đang mở ra những chân trời mới cho công nghệ IoT trong vô vàn lĩnh vực như nhà thông minh, an ninh và công nghiệp.

Sau hơn 20 năm kể từ khi thuật ngữ “Internet vạn vật” ra đời, thế giới đang dần trở thành một mạng lưới được kết nối bằng hàng triệu cảm biến và thiết bị. Các thiết bị IoT được ứng dụng đem lại cho con người một cuộc sống tốt hơn, thông minh hơn và tiết kiệm chi phí hơn. Theo kết quả nghiên cứu thị trường của Statista, thị trường IoT toàn cầu sẽ đạt giá trị khoảng 1,6 nghìn tỷ đô la Mỹ vào khoảng năm 2025.

Một trong những yếu tố thúc đẩy thị trường này tăng trưởng vượt bậc chính là làn sóng ứng dụng “cảm biến trực quan”, cho phép con người tương tác với các thiết bị thông minh theo cách tự nhiên và liền mạch hơn. Hệ thống cảm biến trực quan cho phép các ứng dụng IoT “nhìn thấy”, “nghe thấy”, “ngửi thấy”, “cảm nhận” và nhận thức được môi trường xung quanh tương tự như con người.

Cảm biến radar và ưu điểm về công nghệ

Trong phạm vi hệ thống và ứng dụng IoT, cảm biến radar là thiết bị có khả năng phát hiện và theo dõi một hoặc nhiều vật thể. Cảm biến radar luôn ở trạng thái đang chủ động, phát xung và nhận phản hồi, ước tính tốc độ, hướng và phạm vi của mục tiêu, chí nó còn phát hiện được chuyển động nhỏ như sự hiện diện của con người nhờ độ nhạy cực cao đối với các chuyển động.

Công nghệ radar với độ nhạy cao đem lại cho ứng dụng IoT nhiều lợi ích vượt trội, như kích thước vô cùng nhỏ so với cả một hệ thống nhưng cảm biến radar hoạt động tốt trong nhiều điều kiện môi trường hoặc khí hậu khác nhau mà không chịu ảnh hưởng khi nhiệt độ hoặc ánh sáng thay đổi. Dễ dàng được giấu sau vỏ sản phẩm IoT, cảm biến vẫn hoạt động nhạy bén xuyên qua hầu hết các loại vật liệu nhưng lại tiêu thụ khá ít năng lượng, có tuổi thọ pin cao. Đây sẽ là lựa chọn góp phần nâng cao hiệu quả về năng lượng khi ứng dụng vào các thiết bị IoT.

Độ nhạy trong phát hiện chuyển động là một yêu cầu rất quan trọng khi lựa chọn cảm biến cho nhiều ứng dụng IoT như giám sát an ninh, quản lý năng lượng, theo dõi y tế (nhịp tim và nhịp thở).

Xuất hiện từ nhiều thập kỷ trước, cảm biến hồng ngoại thụ động (PIR) đang được sử dụng khá phổ biến trong các thiết bị chiếu sáng, hệ thống an ninh, cửa tự động… Tuy nhiên, có những hạn chế đáng kể khi triển khai và sử dụng hạn như báo động giả, nhiễu từ, phạm vi cảm biến hạn chế và thiếu thông tin định hướng, ví dụ như trường hợp trong các thiết bị lắp ở nhà thông minh, người dùng thường phải đứng ngay trước cảm biến PIR, vẫy tay hay có chuyển động phù hợp để đảm bảo cảm biến hiểu được lệnh.

Trong khi đó, công nghệ radar có thể hạn chế và khắc phục nhiều tồn tại của cảm biến hồng ngoại nhờ thông báo chính xác về sự hiện diện hay vắng mặt của con người trong không gian xác định, bất kể tốc độ và biên độ di chuyển. Thậm chí, độ nhạy của cảm biến radar cao đến mức có thể phát hiện chính xác nhịp thở hoặc nhịp tim của con người - điều không thể có được ở các cảm biến PIR.

Công nghệ radar trong ứng dụng nhà thông minh

Nhà thông minh chính là một trong các phân khúc tăng trưởng mạnh nhất của thị trường IoT. Đây cũng là phân khúc mà trong đó công nghệ radar đóng vai trò chất xúc tác để cải thiện chức năng, độ chính xác, mức tiêu thụ năng lượng và chi phí của ứng dụng.

Trên thị trường những năm gần đây đang xuất hiện ngày càng nhiều hơn các cảm biến radar công suất thấp và tiết kiệm chi phí, mở ra một thế hệ ứng dụng nhà thông minh mới không chỉ bảo mật và an toàn hơn mà còn cải thiện mức độ tiện lợi và thoải mái cho cuộc sống của con người.

Có thể kể đến một vài ứng dụng bật nhất của cảm biến radar trong nhà thông minh như:

Điều khiển cửa tự động: Cảm biến radar với chức năng cảm biến trực quan không chỉ cung cấp thông tin về chuyển động mà còn về mục tiêu đang tiến lại gần và di chuyển ra xa. Chức năng này hỗ trợ các ứng dụng điều khiển cửa tự động mở nếu mục tiêu liên tục tiến lại gần và không mở khi phát hiện ra các loại chuyển động khác.

Phát hiện sự hiện diện hay vắng mặt của con người: Khi được trang bị cảm biến radar thiết bị thông minh có thể cảm nhận được sự hiện diện hoặc chuyển động của con người để tối ưu hóa hoạt động hay chuyển sang chế độ “ngủ” tiết kiệm năng lượng.

Phân vùng và theo dõi: Cảm biến radar bổ sung nhiều chức năng thông minh cho các thiết bị, ví dụ như với hệ thống âm thanh: vị trí của người nghe được định vị chính xác và cảm biến gửi thông tin cho hệ thống điều chỉnh thông số tới mức âm lượng phù hợp nhất.

Hệ thống kiểm soát nhiệt: Nhờ cảm biến hỗ trợ xác định việc có người trong phòng không, và người đang ở vị trí nào, hệ thống kiểm soát nhiệt trong nhà thông minh sẽ bật, tắt hay điều khiển hướng gió hết sức hiệu quả và tiết kiệm năng lượng.

Cảm biến radar đảm bảo an toàn cho con người

Không chỉ mang lại những trải nghiệm thoải mái, dễ chịu cho chủ nhân của những ngôi nhà thông minh, ứng dụng cảm biến radar vào các thiết bị IoT còn mang lại cho con người những sự hỗ trợ vô cùng giá trị khác.

Việc cảm biến phát hiện một người rời giường nằm hay ghế ngồi mà không thấy quay lại trong một khoảng thời gian nhất định sẽ giúp hệ thống chăm sóc sức khỏe người bệnh, người cao tuổi gửi đi một cảnh báo sớm nguy cơ có thể xảy ra với người bị hạn chế vận động. Thậm chí, khi được cài đặt sẵn các thông số nhận biết, cảm biến gắn trên tường hoặc trần nhà còn nhận diện được tình huống té ngã của con người khi cơ thể họ xoay và không giữ được mức cân bằng cần có.

Với bệnh nhân nặng cần giám sát dấu hiệu sống liên tục, các cảm biến radar có thể được sử dụng để theo dõi nhịp thở và nhịp tim. Hay trong cuộc sống hàng ngày, những thông tin về nhịp thở, nhịp tim của một người bình thường được ghi lại cũng có thể giúp phát hiện nguy cơ rối loạn, thay đổi bất thường để tăng cơ hội cứu chữa trong các trường hợp y tế khẩn cấp. 

Cảm biến radar đã được chứng minh là cực kỳ nhạy bén với chuyển động của con người kể cả ở khoảng cách xa và trong điều kiện thiếu sáng. Cảm biến cực nhỏ gắn trong thiết bị phù hợp đặt ở mọi nơi mà không gây cản trở cho sinh hoạt hàng ngày.

Kỷ nguyên của cảm biến trực quan

Những tiến bộ mới nhất trong công nghệ radar mở ra cơ hội mới, nâng cấp các ứng dụng IoT để chúng trở nên thông minh, hữu ích và gần gũi hơn với con người. Là một trong những công ty hàng đầu về giải pháp cảm biến trực quan, Infineon khai thác các giải pháp radar tự động có kích thước nhỏ và thân thiện với người dùng, bao gồm cả giải pháp 24GHz và 60GHz.  Dòng cảm biến XENSIV™ của công ty được các nhà sản xuất ưa chuộng bởi độ chính xác đặc biệt cao, phù hợp cho mọi đòi hỏi về thiết kế, hoạt động bền bỉ và tiết kiệm năng lượng.

Độc giả quan tâm có thể tìm hiểu thêm về cảm biến radar tự động của Infineon TẠI ĐÂY.

Phạm Lê