«Шайба» в воротах умного дома

14 Янв 2016

Сенсорная шайба с биометрическими датчиками и телеметрией окружающей среды

Вошедшие в моду умные дома требуют оснащения их всевозможными датчиками. Чем больше сенсоров сможет предложить электронная промышленность, тем весомее будет интеллектуальная составляющая жилища. В подтверждение этой нехитрой максиме американская компания Silicon Labs вывела на рынок изделие, название которого в переводе звучит так: «Сенсорная шайба». Нам лучше обсуждать этот бренд, а не оригинальное название Sensor Puck. Во всяком случае, не так режет слух :) Давайте рассмотрим устройство этой сенсорной шайбы, напичканной биометрическими датчиками с телеметрией параметров окружающей среды. Но сразу договоримся, что 32-битный процессор EFM32™ на ядре ARM Cortex M0+ — сердце умной шайбы — критиковать не будем: сосредоточимся лучше на функциональности устройства и его датчиках.

Температурный датчик

Широкий диапазон рабочих температур от –40 to +125°C ставит датчик Si701x/2x вровень с индустриальными решениями. Дополнительная функция этого сенсора — определение влажности — находит применение в устройствах типа Baby Monitor, т.е. позволяет электронной няньке следить за подгузниками ребенка. Со своими прямыми обязанностями по регистрации температуры окружающей среды датчик справляется на ура!, что и не удивительно в XXI веке.

Удивительно другое: когда областью применения этого сенсора объявляются системы вентиляции и кондиционирования, не сразу придет на ум, что и наблюдение за погодой (в качестве автомобильного датчика дождя, например) ему также можно смело поручить. Впрочем, детекторы задымленности или утечки воды из системы отопления (канализации, водопровода и т.п.) — тоже хорошее поле деятельности для Si701x/2x.

Датчик движения

Куда более серьезный функционал заложен в оптический датчик Si114x. Обязанностей у этого сенсора в умной шайбе так много, что сложно  сказать, какая из них главная. С его помощью можно распознавать присутствие человека и его жесты в 2D и 3D-измерениях, причем детектор движений срабатывает уже с 50 см от самого датчика.

Блок-схема датчика движения и освещенности Si114x

Побочным продуктом деятельности Si114x является оценка освещенности: сам датчик для поиска живых существ и определения их поведения излучает в инфракрасном диапазоне, параллельно с этим выполняется анализ спектра входящего светового потока на ультрафиолетовую составляющую и искусственное освещение. Такая архитектура позволяет использовать сенсор для управления освещением и выдачи заданий съемочной аппаратуре (коль скоро таковая будет предусмотрена системой безопасности, например).

Совершенно неожиданным применением Si114x становится наблюдение за жизненно важными функциями человека. Если подумать, то и пульс, и расчет насыщенности крови кислородом (оксиметрия) — по сути, производные от двигательных и оптических параметров соответственно.

Смартфоны и сенсорная шайба

Вся биометрия и состояние окружающей среды доступны на Android-смартфонах, либо с iOS-устройств. Для этого достаточно загрузить мобильное приложение из Google Play или с Apple Store и мониторить полученную телеметрию:

Скриншот мобильного приложения, информирующего о параметрах окружающей среды Скриншот мобильного приложения, информирующего о частоте сердечно-сосудистых сокращений

Казалось, что еще нужно для уютной жизни? Все (или почти все) предусмотрено компанией Silicon Labs: живи и радуйся.

Резюме

В предложенном формате пользователь получает не умный дом, а умный смартфон. Фактически — демонстрационную версию возможностей компании Silicon Labs, кванты интеллекта не подтвержденные силой исполнительных устройств. Предположим, умная шайба сообщила о проблемах с вентиляцией. Запуск кондиционера в ручном режиме еще допустим, а вот окна-двери открыть уже не представляется возможным. До масштабирования и полной интеграции диджитальных решений и силовых приводов в умном доме еще очень далеко.

Такой хоккей нам не нужен!