Infineon 与 Intel 和 eluminocity 合作，支持全面互联、更加安全的城市街道。
随着人们更多地移居到城市，公共行政管理机构寻求各种方法来让这些城市、城市的基础设施以及能源系统更加智能、安全、节能。与此同时，随着车辆实现联网，城市现在有更多机会可以与汽车互动，从而让智能交通管理更加便利、高效。然而，由于更多系统连接到云，形成了“物联网”，这也为恶意访问敏感数据创造了更多机会。
本文将重点介绍支持未来智能城市的一些 Infineon 的基本技术，并考查通过与 eluminocity 和 Intel 合作创造的创新照明解决方案，它们有可能成为每一个全面互联城市的重要的智能组成部分。
城市化程度的提高以及更多地接触技术，提高了消费者对未来生活的便利性的期望值。虽然到目前为止，人们更多的关注点还是移动设备和产品，但现在已经很明显，增强的基础设施在定义和发展我们所居住的世界中扮演着重要角色。
与提高的期望值相伴而生的是挑战；公共行政管理机构必须制定迁移计划，同时仍必须考虑重要的经济和社会问题，如市民的隐私顾虑和安全问题。设计人员面临日益复杂的挑战，有些要求有时是对抗性的。一方面，他们快速拥抱新技术，为之前平淡无奇的应用增加更出色的功能，如不起眼的街灯，而另一方面，在面对不断上升的能源成本时，他们又要尝试将能源消耗降至最低。
在这个勇敢的新世界里，街灯不再仅仅是一盏灯，而是快速变身为一个功能强大的互联门户，成为智能城市基础设施的一个重要组成部分。不过，为了提供基本功能和连接能力，照明设计人员们现在正在研究蜂窝连接功能和多项传感技术，既有有源技术也有无源技术，以及安全解决方案。
24 GHz 雷达技术
雷达是一种物体检测方法，使用无线电波通过电磁波来确定物体的范围、角度或速度。典型的雷达系统由若干要素组成，包括一个在无线电或微波频率范围内产生电磁脉冲或电磁波的发射机，一个发射天线（单独的接收天线），以及一个具备接收信号处理能力的接收器。
脉冲雷达通过发送从物体弹出的高强度短脉冲测量静止或移动物体的距离。发送脉冲与收到接收脉冲之间的时间间隔与物体和雷达系统之间的距离成正比。
连续波方法持续发射可以通过不同方式调整的电磁波。FMCW 雷达（调频连续波）可以通过发射与接收信号混合的“啁啾声”来检测静止和移动的物体。低频输出代表距离和速度。FSK（频移键控）用于检测移动物体的距离。其依次发送两个频率，相移多普勒信号代表距离。
随着物体检测在很多智能系统和设备中的重要性日渐增加，24 GHz 雷达技术出现在多种应用中，包括直升机/遥控飞机、智能开门器、家庭和工厂自动化、速度计、机器人以及许多其他基于物联网的应用。
智能街道照明
最近，Infineon 与 eluminocity 和 Intel 合作，共同完成建立智能的全面互联城市这个项目。通过将他们的实际知识和技术相结合，这三家公司开发出了一个高级的高效 LED 街道照明应用，其拥有精确的传感能力和安全的数据传输。这个联合开发的智能街灯解决方案基于 eluminocity 设计的充当智能应用中心的街灯。Infineon 技术处于这些先进的电子系统的核心，包括 24 GHz 雷达、高能效的半导体、XMC™ 微控制器，以及来自 Infineon 极为先进的 OPTIGATM 系列的安全解决方案。
Intel 的技术为连接提供支持，其基于整合了 Intel 的蜂窝连接的调制解调器，该蜂窝连接技术通过 LTE Cat.1 / LTE Cat.M1 / Cat.NM1 / LTE-NB / 5G-IoT 模块支持低功率、高覆盖率。与 Infineon OPTIGATM 技术相结合，此标准化的蜂窝技术提供一个既高度可扩展又完全独立于现有基础设施的开放系统，同时还非常安全。街灯操控者（通常是公共行政管理机构）只需确保将照明中心连接到已经提供的基础设施。
虽然这些灯由于使用了 Infineon 的电源管理和开关设备本身就很高效了，而 24 GHz 雷达检测物体存在的能力让灯只在需要时提高强度，从而提供了能效远高于最高效的“永远开启”的照明解决方案的解决方案。
然而，这些 eluminocity 智能灯远远不只是一些高效的照明解决方案。近距检测让它们能够检测到附近空置的停车位，再加上基于 Intel 的连接技术，便可以将可用车位立即发送给附近的驾驶员 - 真正的智能交通管理的一个元素。通过监测当地的交通状况，可以向周边区域的城市规划人员和商店所有者提供宝贵数据。此数据可让驾驶员获得周边地区拥挤情况的指导，通过控制交通信号和标志或通过向车载卫星导航系统提供即时数据。
现代的智能灯还可以装上电动汽车充电站，这是成功实现电动力而不占用额外空间的重要前提条件。
智能照明：技术概述
OPTIGATM 安全解决方案：虽然这些中心为建立智能城市的支柱提供了非常先进的能力，而正是支持这些优势的这种连接同时也带来了安全漏洞。为了防范这类威胁、保护智能城市所依赖的网络，照明中心实施了来自 Infineon 的可靠安全解决方案的 OPTIGATM 系列的技术。这些标准化的安全控制器为嵌入式平台提供广泛的安全功能。所有 OPTIGATM 产品均基于 Infineon 先进的硬件安全技术，进一步增强设计人员和用户的安全信心。嵌入式安全功能包括系统和数据完整性、身份验证、安全通信、安全数据存储和安全更新 - 所有这些都是保护未来智能城市的完整性所必不可少的。
OPTIGATM 系列的核心是最先进的 16 位安全控制器，其可以轻松集成到各类物联网系统中。为了向设计人员提供全面的灵活性，该系列支持 Microsoft Windows、Linux 及衍生产品，并为专有系统提供集成支持。OPTIGATM 系列还包括 TPM 设备，其率先支持来自 TCG 的最新的 TPM 2.0 标准，从而可以轻松实现最新的安全协议。
智能近距传感：智能照明中心内的近距检测基于市场上最小的 24 GHz 工业雷达芯片解决方案 BGT24LTR11。此通用设备支持对多个参数进行测量，包括基于物体速度/速率的多普勒、基于距离测量的电磁波。其他接收信道还允许基于对天线的相位检测检测角度/方向。
24 GHz 提供高水平的精确度；行人最远 50 米，车辆最远 150 米。它还比最终将在很多应用中取代的被动红外 (PIR) 技术要敏感得多，从而可以提供下至毫米范围的呼吸运动（举例）的检测能力。24 GHz 技术还能够在各种大气条件下运行，包括明显的温度变化、较高的湿度和灰尘水平，这让它非常适合在室外使用，即使是最荒凉的全面互联城市。
对于尚未完全熟悉 24 GHz 技术的设计人员，Infineon 提供了一组演示套件，如 Sense2GoL 演示板。除 BGT24LTR11 本身外，这个全功能板还通过 XMC1302 ARM® Cortex® M032 位工业微控制器、在紧凑的 25 平方毫米的 PCB 中提供，其中还提供了用于接收和发射路径的专用接线天线。此演示板与 Segger 调试器中断板连接用于重新编程和评估。
这个综合套件还包括用于运动检测的固件和用于雷达信号观测的软件 GUI，以及用户手册和完整的 PCB 电路图和 Gerber 文件，以帮助将设计快速投入生产。Infineon 打算在不久的将来通过发布参考设计和软件配置加强对 24 GHz 设计的支持。
更多传感：几乎任何一个传感器都可以整合到这些智能照明中心中。气体传感器可以监测空气质量，音频传感器可以识别噪声污染的水平。具体使用案例可能包括基于音频的车辆事故或枪声探测。虽然在一个层面，非常简单、轻巧的传感器在提高街道照明的智能能力方面发挥着重要作用。通过检测环境光线，它们可以在恶劣天气下开灯。通过监测实际的光输出，它们可以向控制器提供反馈，以确保始终达到正确的亮度级别，不管灯是否老化。损耗数据可以远程提供给技术人员，以制定更好的维护计划，警报器可以提示任何一次过早损坏。
照明控制器：XDPL8220 含有一个数字核心，可以让各个系统都以同一台设备为基础。其先进的控制算法支持在同一个电路内同时实现恒定电流、恒定电压和有限功率控制方案，它通过调整综合的参数集来适应目标应用。
与现代电力系统的高期望相匹配，该设备提供 90-305 V AC 的输入电压范围，效率超过 90%，THD 低于 15%，从而确保符合 IEC 61000-3-2 C 类的要求。跨广泛的输出电流范围运行的主动 PFC 和谐波抑制确保功率系数在所有运行条件下都大于 0.9，并确保由于无功功率和谐波导致的额外电力损失处于最低水平。
摘要
共同努力之下，Infineon、eluminocity 和 Intel 将不起眼的街灯变成了将处于智能城市基础设施核心位置的智能、安全的中心。联合开发的端到端解决方案包括由 eluminocity 开发的街灯以及来自 Intel 的通信解决方案。应用广泛的 Infineon 解决方案包括 GHz 雷达传感器、功率半导体、微控制器和安全芯片；让这些中心具备繁多功能的所有元素。
这一开放平台让其他利益相关者可以利用广大的传感器网络，创新者们受邀开发这些系统的新应用和创新应用，以支持和改进未来的全面互联城市。
