กว่ายี่สิบปีหลังจากที่คำว่า “Internet of Things” (IoT) หรือ “อินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง” ถูกนำมาใช้ โลกก็ค่อย ๆ เชื่อมต่อกันด้วยเซนเซอร์และอุปกรณ์นับล้าน อุปกรณ์ IoT ถูกนำมาใช้เพื่อการใช้ชีวิตที่ดีขึ้นและชาญฉลาดมากขึ้น ประหยัดค่าใช้จ่าย และปรับปรุงคุณภาพชีวิต ความต้องการของตลาดสำหรับอุปกรณ์อัจฉริยะและแอปพลิเคชันของอุปกรณ์เหล่านี้กำลังเติบโตอย่างรวดเร็ว เนื่องจากผู้บริโภคจำนวนที่มากขึ้นเรื่อย ๆ มองหาการใช้ประโยชน์จากความสะดวกสบาย ประสิทธิภาพทางพลังงาน และความปลอดภัยจากเทคโนโลยีอัจฉริยะ จากการวิจัยตลาด IoT ทั่วโลกของ Statista พบว่าตลาดจะมีมูลค่าประมาณ 1.6 ล้านล้านดอลลาร์สหรัฐภายในปีพ.ศ. 2568
ปัจจัยหนึ่งที่ขับเคลื่อนการเติบโตของตลาดนี้คือ คลื่นลูกใหม่ของแอปพลิเคชัน “Intuitive Sensing (การตรวจจับได้เอง)” ซึ่งทำให้มนุษย์สามารถโต้ตอบกับอุปกรณ์อัจฉริยะได้อย่างเป็นธรรมชาติและราบรื่นกว่าที่เคยเป็นมา การปรับใช้การตรวจจับได้เองอาศัยระบบตรวจจับที่ไม่ล่วงล้ำซึ่งช่วยให้แอปพลิเคชัน IoT มีความสามารถในการรับรู้ในรูปแบบใหม่ ระบบตรวจจับได้เองช่วยให้แอปพลิเคชัน IoT สามารถ “เห็น” “ได้ยิน” “ได้กลิ่น” “รับรู้” และเข้าใจสภาพแวดล้อมโดยรอบ ด้วยวิธีดังกล่าวนี้ จึงเป็นการเปิดโลกทัศน์ใหม่สำหรับเทคโนโลยี IoT ในหลากหลายด้าน เช่น บ้านอัจฉริยะ การรักษาความปลอดภัย และอุตสาหกรรม
เปิดตัวเซนเซอร์เรดาร์
ในขอบเขตของระบบและแอปพลิเคชัน IoT เซนเซอร์เรดาร์คือ อุปกรณ์ที่สามารถตรวจจับและติดตามวัตถุหนึ่งชิ้นหรือมากกว่าได้ ตรงกันข้ามกับระบบเซนเซอร์ไร้สายแบบพาสซีฟหรือแบบแอคทีฟที่ใช้คลื่นความถี่วิทยุ (Radio Frequency, RF) อื่น ๆ ทั้งนี้เซนเซอร์เรดาร์จะทำงาน กล่าวคือเซนเซอร์สามารถส่งคลื่นพัลส์และรับการสะท้อนกลับมาได้ เทคโนโลยีเรดาร์ทำให้สามารถประเมินความเร็ว ทิศทาง และระยะของเป้าหมายได้ (เช่น ระยะห่างจากตัวส่ง/ตัวรับเรดาร์) นอกจากนี้ยังมีเซนเซอร์เรดาร์ที่สามารถตรวจจับการเคลื่อนไหวเล็ก ๆ และแม้แต่การมีอยู่ของมนุษย์ เนื่องด้วยความไวสูงต่อการเคลื่อนไหวที่เล็กที่สุด
โดยรวมแล้ว ประโยชน์สำคัญของเทคโนโลยีเรดาร์ที่มีความไวสูงสำหรับแอปพลิเคชัน IoT ได้แก่:
ขนาดเล็ก: เซนเซอร์เรดาร์มีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับขนาดของระบบ IoT โดยรวม ดังนั้นจึงช่วยให้สามารถพัฒนาระบบ IoT ที่มีขนาดค่อนข้างเล็กได้ ขนาดที่เล็กนี้ช่วยเพิ่มการทำงานที่ไม่เป็นการรบกวน เพื่อไม่ให้รบกวนหรือทำให้ผู้ใช้เสียสมาธิ
ความทนทาน: เซนเซอร์เรดาร์ทำงานได้ดีภายใต้สภาพแวดล้อมหรือสภาพอากาศที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น การทำงานจะไม่ได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิหรือสภาพแสง
ความยืดหยุ่นในการออกแบบผลิตภัณฑ์: หนึ่งในคุณสมบัติหลักของเซนเซอร์เรดาร์คือ การที่สามารถซ่อนเซนเซอร์ไว้ใต้ฝาครอบผลิตภัณฑ์ได้ ซึ่งจะเพิ่มความยืดหยุ่นในการออกแบบและการปรับใช้สำหรับผลิตภัณฑ์ IoT โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เรดาร์จะปล่อยสัญญาณ RF ที่ความถี่สูง (เช่น 24GHz) ซึ่งสามารถผ่านวัสดุส่วนใหญ่ (เช่น พลาสติก แก้ว และไม้) ดังนั้นจึงสามารถอ่านค่าวัตถุที่อยู่หลังกำแพงหรือสิ่งกีดขวางได้อย่างแม่นยำ
ความไว: เซนเซอร์เรดาร์สามารถตรวจจับการเคลื่อนไหวขนาดเล็กมาก (เช่น การเคลื่อนไหวของการหายใจ) ซึ่งช่วยให้กรณีการใช้งาน IoT ที่น่าสนใจ เช่น การตรวจจับการมีอยู่ของมนุษย์และสัญญาณชีพ เช่น การเต้นของหัวใจ
ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน: เซนเซอร์เรดาร์ใช้พลังงานค่อนข้างน้อย ดังนั้นจึงมีอายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่ยาวนาน ด้วยเหตุนี้จึงมีการเปิดใช้งานแอปพลิเคชัน IoT ด้วยความเป็นอิสระและประสิทธิภาพการใช้พลังงานอย่างมาก
ประโยชน์ของเซนเซอร์เรดาร์สำหรับการตรวจจับการเคลื่อนไหว
จากคุณสมบัติที่ระบุไว้ข้างต้น เซนเซอร์เรดาร์สามารถใช้ได้ในหลายสถานการณ์ อย่างไรก็ตาม การใช้งานทั่วไปส่วนใหญ่คือ การตรวจจับการเคลื่อนไหวและการมีอยู่ (หรือการไม่มีอยู่) ของเป้าหมาย เช่น คน ยานพาหนะ และสัตว์
การตรวจจับการเคลื่อนไหวเป็นความสามารถที่สำคัญสำหรับแอปพลิเคชัน IoT จำนวนมาก รวมถึงการตรวจสอบความปลอดภัย การจัดการพลังงาน การโต้ตอบระหว่างมนุษย์กับคอมพิวเตอร์ (เช่น การตรวจจับท่าทาง เป็นต้น) และการตรวจสอบทางการแพทย์ เช่น การติดตามอัตราการเต้นของหัวใจและอัตราการหายใจ เป็นต้น ทั้งนี้เทคโนโลยีดั้งเดิมที่ใช้สำหรับการตรวจจับการเคลื่อนไหวคือ เซนเซอร์อินฟราเรดแบบพาสซีฟ (PIR) โดยเซนเซอร์อินฟาเรดแบบพาสซีฟสำหรับการตรวจจับการเคลื่อนไหวมักใช้เพื่อตรวจจับผู้คนที่เคลื่อนไหวไปมาในพื้นที่ ซึ่งมีมานานหลายทศวรรษและแพร่หลายไปทั่ว เช่น พบได้ในโคมไฟ ระบบรักษาความปลอดภัย ประตูอัตโนมัติ และสถานที่อื่น ๆ
อย่างไรก็ตาม มีข้อจำกัดที่สำคัญที่เกี่ยวข้องกับการเลือกใช้งานเซนเซอร์ PIR ไม่ว่าจะเป็นการเตือนที่ผิดพลาดเนื่องจากสัตว์เลี้ยงและแหล่งกำเนิดรังสีอินฟราเรดอื่น ๆ ในสภาพแวดล้อม การรบกวนจากแหล่งกำเนิดอื่น ๆ ที่ทำงานในช่วงความถี่เดียวกัน (เช่น รีโมทคอนโทรลของทีวี เป็นต้น) รวมถึงช่วงการตรวจจับที่จำกัดและการขาดข้อมูลทิศทาง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เซนเซอร์ PIR ต้องอยู่ในแนวสายตาโดยตรงเพื่อตรวจจับการเคลื่อนไหว และระยะการตรวจจับจะจำกัดอยู่ที่บริเวณด้านหน้าเซนเซอร์โดยตรง นอกจากนี้ จะต้องมีการเคลื่อนไหวที่ชัดเจนเพื่อทริกเกอร์เกิดการตรวจจับของเซนเซอร์ ตัวอย่างเช่น เป็นเรื่องปกติที่ผู้ใช้จะโบกมือที่หน้าเซนเซอร์ PIR เพื่อให้แน่ใจว่าระบบเข้าใจคำสั่งสมาร์ทโฮม
เทคโนโลยีเรดาร์ช่วยจัดการกับปัญหาและข้อจำกัดในการตรวจจับการเคลื่อนไหวดังที่ระบุไว้ข้างต้น ตัวอย่างเช่น เซนเซอร์เรดาร์ช่วยให้แอปพลิเคชัน IoT สามารถบอกถึงการมีหรือการไม่มีคนอยู่ในห้องได้อย่างน่าเชื่อถือ โดยไม่ขึ้นกับความเร็วและปริมาณการเคลื่อนไหว นอกจากนี้ เซนเซอร์เรดาร์ยังแม่นยำมากจนสามารถตรวจจับการหายใจหรือการเต้นของหัวใจของมนุษย์ได้ ซึ่งเป็นสิ่งที่เซนเซอร์ PIR ทำไม่ได้ เพราะเซนเซอร์จะสามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่เกิดจากวัตถุที่ผ่านเข้ามาในขอบเขตการมองเห็นเท่านั้น
เทคโนโลยีเรดาร์ 60GHz
เซนเซอร์เรดาร์ทำงานในความถี่ต่าง ๆ ชุดเทคโนโลยีเรดาร์จำนวนมากทำงานที่ 24GHz พร้อมแบนด์วิดท์สำหรับการทำงานของเรดาร์ FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave – คลื่นความถี่ต่อเนื่องที่มอดูเลต) ซึ่งครอบคลุมถึง 250MHz ภายในคลื่นความถี่ ISM (คลื่นความถี่สาธารณะสำหรับอุตสาหกรรม วิทยาศาสตร์ และการแพทย์) ที่ได้รับการควบคุม เทคโนโลยีนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในกรณีการใช้งานกลางแจ้ง เนื่องจากมีระยะการตรวจจับสูงและทนทานต่ออิทธิพลของสิ่งแวดล้อม (เช่น ความชื้น เป็นต้น)
ในขณะที่คลื่นความถี่ 24GHz ถูกจำกัดไว้ที่คลื่นความถี่ ISM แต่ก็มีแบนด์วิดท์ที่ไม่ได้ควบคุมที่ 7GHz ที่ใช้ได้ประมาณ 60GHz ดังนั้น เทคโนโลยีเรดาร์ 60GHz จึงได้รับการพัฒนาเพื่อช่วยสร้างแอปพลิเคชันและผลิตภัณฑ์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งแอปพลิเคชันที่ต้องใช้แบนด์วิดท์ขนาดใหญ่และแอปพลิเคชันตรวจจับระยะใกล้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเทคโนโลยีเรดาร์ 60GHz สามารถตรวจจับการเคลื่อนไหวและท่าทางที่ซับซ้อนในระดับที่มีความละเอียดกว่าและมีความแม่นยำดีกว่าเทคโนโลยี 24GHz จึงทำให้เทคโนโลยี 60GHz เป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับการใช้งานต่าง ๆ เช่น การตรวจจับการมีเคลื่อนไหวในพื้นที่ การติดตามมนุษย์ และการแบ่งส่วน การจำแนกประเภทวัสดุ ไปจนถึงการตรวจสอบสัญญาณชีพของมนุษย์จากระยะไกล ยิ่งไปกว่านั้น ความสามารถในการตรวจจับการเคลื่อนไหวแบบไมโคร ของเทคโนโลยีเรดาร์ 60GHz ทำให้มีความเหมาะสมสำหรับการใช้งานใน Augmented Reality (AR) และ Virtual Reality (VR) ที่เกิดขึ้นมาเป็นคลื่นลูกใหม่ ซึ่งจะช่วยสนับสนุน Metaverse นี่คือเหตุผลว่าทำไมชิปเซ็ตเรดาร์ 60GHz จึงถูกรวมเข้ากับ HMD (Head Mounted Displays – จอแสดงผลแบบสวมศีรษะ) โดยผู้ผลิตหลายราย
เทคโนโลยีเรดาร์ในแอปพลิเคชันบ้านอัจฉริยะ
บ้านอัจฉริยะเป็นหนึ่งในส่วนที่เติบโตเร็วที่สุดของตลาด IoT นอกจากนี้ยังเป็นส่วนที่เทคโนโลยีเรดาร์ทำหน้าที่เป็นตัวกระตุ้นสำหรับการพัฒนาปรับปรุงฟังก์ชันการทำงาน ความแม่นยำ การใช้พลังงาน และต้นทุนของแอปพลิเคชัน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ความพร้อมใช้งานของเซนเซอร์เรดาร์ที่มีต้นทุนต่ำและใช้พลังงานต่ำช่วยทำให้เกิดแอปพลิเคชันสำหรับบ้านอัจฉริยะรุ่นใหม่ ตั้งแต่การรักษาความปลอดภัยที่ได้รับการปรับปรุง ไปจนถึงความสะดวกสบายที่ถูกพัฒนาให้ดียิ่งขึ้น ตัวอย่างที่โดดเด่นที่สุดของฟังก์ชันที่เปิดใช้งานเรดาร์ในบ้านอัจฉริยะ ได้แก่:
การควบคุมประตูอัตโนมัติ: เซนเซอร์เรดาร์สำหรับการตรวจจับได้เองนี้ ไม่เพียงแต่ให้ข้อมูลเกี่ยวกับการเคลื่อนไหวเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการเคลื่อนไหวที่เข้ามาใกล้และออกห่างไปด้วย จึงสามารถเปิดใช้แอปพลิเคชันควบคุมประตูอัตโนมัติ ซึ่งประตูจะเปิดก็ต่อเมื่อเป้าหมายเข้ามาใกล้เรื่อย ๆ และจะไม่เปิดประตูเมื่อตรวจพบการเคลื่อนไหวประเภทอื่น ๆ
การตรวจจับการมีอยู่/การไม่มีอยู่: เมื่อติดตั้งเซนเซอร์เรดาร์ อุปกรณ์อัจฉริยะสามารถตรวจจับการมีอยู่หรือการเคลื่อนไหวของผู้คน ซึ่งช่วยให้สามารถปรับใช้งานให้เหมาะสมได้อย่างหลากหลาย ตัวอย่างเช่น เมื่อไม่มีใครอยู่ อุปกรณ์อัจฉริยะที่ใช้เรดาร์ตรวจจับจะเปลี่ยนเป็นโหมดสลีปโดยอัตโนมัติและประหยัดพลังงาน
การแบ่งส่วนและการติดตาม: เซนเซอร์เรดาร์สามารถเพิ่มฟังก์ชันอัจฉริยะมากมายให้กับอุปกรณ์ เช่น ระบบเสียง ตัวอย่างเช่น ระบบเสียงสามารถติดตามตำแหน่งของผู้ฟังและปรับแต่งระดับเสียงและพารามิเตอร์เสียงให้เหมาะสมได้อย่างต่อเนื่อง
ระบบการดูแลผู้สูงอายุ: เทคโนโลยีเรดาร์ช่วยให้สามารถพัฒนาแอปพลิเคชันนวัตกรรมในการดูแลผู้สูงอายุได้ ตัวอย่างเช่น การสนับสนุนในระบบการออกจากเตียง ซึ่งสามารถใช้เพื่อบอกว่ามีคนลุกจากเตียงและยังไม่กลับมาภายในไม่กี่นาที ในทำนองเดียวกันเซนเซอร์เรดาร์สามารถใช้งานในระบบการลุกออกจากเก้าอี้ ซึ่งจะบอกให้ทราบว่ามีคนออกจากเก้าอี้และยังไม่กลับมาภายในเวลาที่กำหนดหรือไม่
ระบบควบคุมการทำความร้อน: เรดาร์ช่วยให้สามารถควบคุมระบบทำความร้อนใต้พื้นซึ่งจะระบุว่ามีคนอยู่ในห้องหรือไม่ แล้วจึงเปิดหรือปิดระบบการทำความร้อนตามการมีอยู่ที่ตรวจพบ นอกจากนี้ยังสามารถติดตามระยะทางและตำแหน่งของบุคคลในห้องเพื่อปรับความเร็วพัดลมรวมถึงทิศทางใบพัดของเครื่องปรับอากาศในห้อง การใช้งานในกรณีดังกล่าวจะช่วยปรับปรุงความสะดวกสบายของผู้อยู่อาศัย ในขณะเดียวกันก็เพิ่มประสิทธิภาพด้านสิ่งแวดล้อมและความยั่งยืน
การตรวจจับการตก: สามารถใช้ระบบเรดาร์ในการตรวจจับการตกได้ ในกรณีนี้เรดาร์มักจะถูกติดตั้งบนผนังหรือเพดาน และส่งสัญญาณมอดูเลตอย่างต่อเนื่อง เมื่อมีคนล้มลง ร่างกายของพวกเขาจะหมุน ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในคลื่นที่สะท้อนกลับ จากนั้นระบบเรดาร์จะสามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้และบันทึกเป็นเหตุการณ์การตกได้
การเฝ้าติดตามสัญญาณชีพ: การกำหนดค่าเรดาร์ที่คล้ายกันนี้ยังสามารถใช้ในการติดตามรูปแบบการหายใจและอัตราการเต้นของหัวใจได้อีกด้วย เมื่อเวลาผ่านไป ข้อมูลนี้สามารถใช้เพื่อตรวจจับความเบี่ยงเบนในรูปแบบการเต้นของหัวใจที่อาจบ่งบอกถึงภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะหรือปัญหาอื่น ๆ การตรวจจับรูปแบบการเต้นของหัวใจจึงถูกนำมาใช้งานในนวัตกรรมด้านการช่วยชีวิตในการดูแลทารก (เช่น การระบุความผิดปกติในอัตราการเต้นของหัวใจ) และการดูแลผู้สูงอายุ
ฟังก์ชันส่วนใหญ่เหล่านี้สามารถจับภาพตามการเคลื่อนไหวของร่างกายในระยะไกล แม้ในสภาพที่มีแสงน้อย ยิ่งไปกว่านั้น ยังเป็นการทำงานในลักษณะที่ไม่ล่วงล้ำผู้อยู่อาศัยในบ้าน ทำให้ผู้อยู่อาศัยสามารถเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ บ้านได้อย่างอิสระโดยไม่ทำให้เกิดสัญญาณเตือนที่ผิดพลาดจากอุปกรณ์ตรวจจับการเคลื่อนไหวแบบใช้กล้องที่ติดตั้งบนผนังหรือเพดาน
The Era of Intuitive Sensing
ยุคแห่งการตรวจจับได้เอง
ความก้าวหน้าล่าสุดในเทคโนโลยีเรดาร์เปิดโอกาสใหม่สำหรับแอปพลิเคชัน IoT ที่แพร่หลายและเป็นมิตรกับผู้ใช้ โอกาสเหล่านี้นำไปสู่ยุคของการตรวจจับได้เอง ซึ่งโดดเด่นในด้านการโต้ตอบที่เรียบง่าย ไม่ยุ่งยาก และเป็นธรรมชาติกับอุปกรณ์อัจฉริยะทุกประเภท การตรวจจับได้เองเป็นตัวขับเคลื่อนที่มีประสิทธิภาพของแอปพลิเคชันที่ไม่รบกวนผู้ใช้ ซึ่งทำให้ชีวิตของเราง่ายขึ้น ปลอดภัยขึ้น เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น และมีประสิทธิภาพมากขึ้น
Infineon เป็นหนึ่งในผู้นำในอุตสาหกรรมด้านโซลูชันการตรวจจับได้เอง โดยใช้ประโยชน์จากโซลูชันเรดาร์ขนาดเล็กที่ทำงานโดยอิสระและเป็นมิตรกับผู้ใช้ ซึ่งมีทั้งโซลูชันแบบ 24GHz และโซลูชันแบบ 60GHz เซนเซอร์ตระกูล XENSIV™ ของบริษัทประกอบด้วยชุดเซนเซอร์เรดาร์ที่มีความแม่นยำเป็นพิเศษจำนวนมาก ซึ่งเหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่หลากหลายของลูกค้าในตลาดยานยนต์ ตลาดอุตสาหกรรม และตลาดผู้บริโภค ในตลาดเหล่านี้ทั้งหมด การเลือกใช้ XENSIV™ ช่วยให้เข้าถึงตลาดได้อย่างรวดเร็วและประหยัดพลังงานได้อย่างมาก ด้วยเหตุนี้เซนเซอร์ดังกล่าวจึงเป็นตัวเลือกที่ดีในการปรับปรุงผลกำไรของผู้เลือกใช้งาน ในขณะเดียวกันก็ช่วยให้พวกเขาบรรลุเป้าหมายด้านความยั่งยืนที่ตั้งไว้
โดยรวมแล้ว ความก้าวหน้าล่าสุดในเทคโนโลยีเรดาร์ทำให้มันกลายเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพสำหรับแอปพลิเคชัน IoT รุ่นต่อไปที่แม่นยำ เป็นมิตรกับผู้ใช้ และใช้งานง่าย ซึ่งจะมอบประสิทธิภาพการทำงานที่ยอดเยี่ยมและจัดการกับผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมอย่างชาญฉลาด จากที่กล่าวมานี้ ผู้เลือกใช้งาน IoT และผู้รวมโซลูชันจึงไม่สามารถเพิกเฉยต่อเทคโนโลยีเรดาร์เมื่อทำการออกแบบและพัฒนาแอปพลิเคชันของตนได้
สำหรับรายละเอียดสินค้าเพิ่มเติม โปรดคลิกที่นี่
เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเซนเซอร์เรดาร์อัตโนมัติของ Infineon สำหรับแอปพลิเคชัน IoT โดยลงทะเบียนเข้าร่วมการสัมมนาเชิงลึกเกี่ยวกับเรดาร์นี้ผ่านเว็บแบบออนดีมานด์
