英飛凌 IoT 系統

隨著技術的發展，人們的生活日益豐富，DX 在各個領域中扮演著越來越重要的角色，護理是其領域之一。當前日本人口老齡化正在加速，預計獨居老年人的數量將繼續增加。基于此，本文將介紹英飛凌以照顧獨居老人為理念的 IoT 系統解決方案。該系統除防盜功能外，當用戶外出時還可以切換到監護模式，這些功能主要是通過使用英飛凌的傳感器和 PSoC 來實現的。

英飛凌 IoT 系統功能架構

如下圖 (圖1) 所示，英飛凌 IoT 系統解決方案的設計主要由人體傳感器、攝像頭、Wi-Fi、云服務器四大模塊來完成。

圖1 IoT 系統功能架構

在 IoT 系統的四大模塊中使用了英飛凌的多種產品，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)

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

圖2 IoT 系統使用產品

英飛凌 IoT 系統信息處理流程

英飛凌 IoT 系統各大模塊對信息的處理流程為：首先人體傳感器不斷感知人體動作，當傳感器在一段時間內未能檢測到人體運動時，攝像頭監控功能將會啟動，同時將拍攝的視頻/圖像通過 Wi-Fi 上傳到云端服務器，此時用戶可通過網頁進行遠程查看。

60GHz 毫米波雷達探測人體

IoT 系統中的人體傳感器采用英飛凌 60GHz 毫米波雷達 (BGT60LTR11AIP)，無需微型計算機即可檢測 5 米外的人體運動。同時由 PSoC6 的 GPIO 引腳進行控制，能夠在檢測到人體運動時發送信號。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證，所以在監控拍攝時無法使用 Radar。為了能讓監控畫面能夠正常運行，英飛凌對此進行了改進。

圖3 60GHz 毫米波雷達探測人體

使用 PSoC6＋CYW43012 將攝影和圖像數據傳送至云端

英飛凌 IoT 系統所使用的云服務器為 AWS (Amazon Web Service)。當處于監護模式時，如果 IoT 系統在一段時間內沒有檢測到人體運動時，則系統將視為該人已經跌倒。這種情況下攝像頭模塊將會啟動并拍照，然后通過 CYW43012 連接到 WLAN 網絡，最后將拍攝的照片通過套接字通信發送至 AWS。當用戶外出時，可以從網站將 IoT 系統切換到防盜模式。當 60GHz 毫米波雷達檢測到人員進入時，會觸發警備模式并在拍照后將數據上傳到 AWS。

英飛凌 IoT 系統網站頁面顯示

如下圖 (圖4) 所示，英飛凌 IoT 系統通過 AWS 為用戶創建專屬網站，在網站上，用戶除了可查看監控的照片記錄和時間外，系統還將生成檢測人體運動的最終日志。此外當上傳圖像時，AWS 會向 LINE 推送消息和 URL。

圖4 IoT 系統網站頁面顯示

英飛凌 IoT 系統結構概要

英飛凌 IoT 系統結構如下圖 (圖5) 所示，在圖片左邊第一層面板中，通過安裝人體傳感器以檢測人體動作，以及監控畫面時用到的攝像頭模塊和在拍照時用于發出信號的紅色 LED 燈。在圖片中間的面板里配備了英飛凌的PSoC6 和 CYW43012，其通過 CY8CKIT-062S2-43012 對各個模塊進行控制并通過 Wi-Fi 向云服務器傳輸數據。IoT 系統中，各大模塊的功能運作均通過 5V/2.1A、USB 輸出的移動電池來完成。

圖5 IoT 系統結構組成

英飛凌 IoT 系統功能一覽

通過 CYW43012 掃描 AP，連接 Wi-Fi

PSoC6 控制相機組件模塊 (I2C 通信、SPI 通信)

利用 60GHz 毫米波雷達進行人體探測的信號中斷處理和延時測量

通過套接字通信將數據上傳至 AWS 并在 TCP 客戶端顯示：傳輸檢測信號和 JPEG 圖像數據且網頁可自由切換至監護模式/防盜模式