Wie die UWB-Radar-Technologie von NXP das IoT transformiert

NXP Semiconductors bringt Trimension SR250 auf den Markt, eine Chip-Lösung, die Datenverarbeitung direkt auf dem Chip mit Ultrabreitband(UWB)-Radar-Technologien zur sicheren Lokalisierung und Erfassung im Nahbereich miteinander kombiniert. Damit leistet das Unternehmen einen wichtigen Beitrag zu einer stärker vernetzten und automatisierten Welt. Durch die fortschrittliche Standort-, Anwesenheits- und Bewegungserkennung ergeben sich viele neue Nutzungsmöglichkeiten für das Smart Home und das industrielle IoT.

Welche Vorteile bietet Trimension SR250?

Trimension SR250 kombiniert ein UWB-Radar mit geringer Stromaufnahme für den Nahbereich, das im 6- bis 8,5-GHz-Frequenzbereich arbeitet, mit einer sicheren Lokalisierung und der Berechnung des Ankunftswinkels (AoA). Dies ermöglicht neue IoT-Anwendungen, die auf UWB-Kartierung, Personen- und Objekterkennung und präziser Positionsbestimmung basieren. Dadurch können neue Smart-Home-Funktionen für mehr Komfort, Effizienz, Sicherheit und Datenschutz bereitgestellt werden. Anwendungsfälle sind beispielsweise das Ein- und Ausschalten der Beleuchtung oder des Fernsehers, je nach Anwesenheit der Bewohner, oder der sichere automatische Zugang zum Haus. Auch lässt sich so zum Beispiel der Gesundheitszustand alleinlebender älterer Menschen kontinuierlich erfassen, ohne deren Privatsphäre durch Kameras zu verletzen.

Trimension SR250 kann auch in einem industriellen Kontext zum Einsatz kommen, um die Sicherheit zu erhöhen und die Produktivität zu steigern. Denn die Single-Chip-Lösung ist in der Lage, die Position von Mitarbeitenden, Objekten und Produktionsanlagen im Blick zu behalten und dementsprechend Zugänge zu kontrollieren, Kollisionen zu vermeiden und Gefahrenbereiche zu erstellen.

Ein-Chip-Lösung vereinfacht die Zertifizierung und bietet hohes Maß an Interoperabilität

Trimension SR250 unterstützt die 3D-Berechnung des Ankunftswinkels (AoA) sowie die Berechnung der Ankunftszeitdifferenz (TDOA) und misst die Entfernung mit einer Genauigkeit von ±5 cm durch die Berechnung der Flugzeit (Time-of-Flight). Für Anwendungen, die ein hohes Maß an Sicherheit erfordern, kann der Chip zusätzlich mit dem EdgeLock SE051W Secure Element kombiniert werden. Das Bauelement entspricht außerdem den technischen Spezifikationen des FiRA Consortium 3.0. Dadurch wird die Zertifizierung vereinfacht und ein hohes Maß an Interoperabilität gewährleistet.

It does matter – Simpel, interoperabel und sicher

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Trimension kombiniert UWB-Radar und Datenverarbeitung

Während herkömmliche UWB-Technologien zur sicheren Lokalisierung eine Kommunikation zwischen zwei UWB-fähigen Geräten zur Anwesenheits- und Standorterkennung erfordern, ist UWB-Radar eine passive Lösung, die nur einen einzigen Chip benötigt. Trimension SR250 verwendet ein UWB-Radar mit niedrigem Stromverbrauch, das im Frequenzbereich von 6 bis 8,5 GHz arbeitet. Damit ist das System in der Lage, die Anwesenheit, den Standort und sogar die Bewegung von Personen, einschließlich ihrer Atmung und Gestik, zu erkennen. In Verbindung mit einem Host-Prozessor, auf dem Algorithmen für künstliche Intelligenz oder maschinelles Lernen laufen, kann Trimension SR250 auch den Bewegungsverlauf von Personen und Objekten verfolgen. Als Host-Prozessoren eignen sich beispielsweise die Prozessoren der i.MX-Familie, die Wireless-MCUs der RW61x-Familie oder die MCUs der MCX-Familie.

Die Ein-Chip-Lösung verfügt über eine integrierte Datenverarbeitung direkt auf dem Chip, was einen autonomen Radarbetrieb ermöglicht und den Gesamtenergieverbrauch des Systems senkt. Der Host-Prozessor kann sich beispielsweise im Standby-Modus befinden, während Trimension SR250 seine integrierte Anwesenheitserkennung nutzt, um Personen oder Objekte zu erfassen, die in Bewegung sind, um dann nur bei Bedarf den Host-Prozessor aufzuwecken. Die Datenverarbeitung direkt auf dem Chip ist für IoT-Anwendungen im Bereich Smart Home und für die Industrie von entscheidender Bedeutung, da die IoT-Systeme auf diese Weise direkt eingreifen können. So lässt sich zum Beispiel eine Klimaanlage automatisch regeln, wenn BewohnerInnen Räume in einem Smart Home betreten. Oder autonome mobile Roboter in intelligenten Fabriken lassen sich schnell abschalten, wenn Mitarbeitende Gefahrenbereiche betreten.

Wie erleichtert die UWB-Radar-Lösung die Entwicklung?

Trimension SR250 wird mit Firmware, Middleware und Beispiel-Software geliefert, um die Entwicklung und Bereitstellung zu erleichtern. Dazu gehört Firmware mit Unterstützung für zukünftige Updates, APIs für die UWB-Befehlsschnittstelle, aktualisierbare Middleware für den Radarbetrieb mit APIs in der Programmiersprache C sowie Beispiel-Software und Beispiel-Algorithmen. Mit seinem umfangreichen Netz an Partnern, Modulen sowie Entwicklungskits stellt NXP Entwicklern alles zur Verfügung, um rasch und effizient mit der Entwicklung zu beginnen.

Verfügbarkeit von Trimension SR250

Trimension SR250 wird derzeit als Muster gefertigt und wird voraussichtlich im vierten Quartal 2024 allgemein verfügbar sein, auch über das breite Vertriebsnetz der Modulpartner von NXP. Weitere Informationen sind unter NXP.com/Trimension zu finden.