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100%國(guó)產(chǎn)化芯片?智能安防監(jiān)控拆解

lPCU_elecfans ? 來(lái)源:未知 ? 2022-10-22 01:45 ? 次閱讀
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電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道(文/李誠(chéng))隨著數(shù)字化、信息化時(shí)代的到來(lái),攝像頭行業(yè)也完成了由模擬向數(shù)字化的轉(zhuǎn)型,并不斷向各個(gè)行業(yè)加速滲透。得益于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)攝像頭的聯(lián)網(wǎng)方式可在有線連接與無(wú)線連接中隨意切換,解決了傳統(tǒng)攝像頭布線難的產(chǎn)品痛點(diǎn)。視頻儲(chǔ)存介質(zhì)也由硬盤向更加小巧的SD卡或云端轉(zhuǎn)變,進(jìn)一步降低了設(shè)備施工安裝的難度,這也是網(wǎng)絡(luò)攝像頭相較于模擬攝像頭,更容易被消費(fèi)者所接受的原因。作為智能家居的安全中樞,近年來(lái)網(wǎng)絡(luò)攝像頭備受市場(chǎng)的追捧和消費(fèi)者的歡迎。據(jù)IHS Markit預(yù)計(jì),到2023年全球網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)產(chǎn)品出貨量將達(dá)到 19965.24 萬(wàn)臺(tái),市場(chǎng)發(fā)展前景廣闊。近日,筆者對(duì)一款來(lái)自TP-Link的家用網(wǎng)絡(luò)攝像頭進(jìn)行了拆解并對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。

外觀及拆解

這是一款配備了300萬(wàn)像素CMOS圖像傳感器,支持2K超清分辨率的網(wǎng)絡(luò)攝像頭。同時(shí),該攝像頭還集成了人工智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),不僅可以通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程回傳實(shí)時(shí)畫面,還能通過(guò)AI算法實(shí)現(xiàn)移動(dòng)物體的智能追蹤、報(bào)警,守護(hù)家人安全。63829ab4-5167-11ed-a3b6-dac502259ad0.png機(jī)身采用主機(jī)加底座的外觀設(shè)計(jì),配合雙軸獨(dú)立旋轉(zhuǎn)的內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu),在兩個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的共同作用下,攝像頭可輕松實(shí)現(xiàn)任意角度的旋轉(zhuǎn),構(gòu)建360度全景拍攝視角。639c6eee-5167-11ed-a3b6-dac502259ad0.png攝像頭底座由一塊電源小板和電機(jī)構(gòu)成,電源小板上集成了一個(gè)DC電源端子和網(wǎng)線接口。同時(shí),在網(wǎng)線接口旁還連接了一顆沃虎的S16037網(wǎng)絡(luò)變壓器,用于增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的傳輸距離、隔離高壓,防止不同電壓通過(guò)網(wǎng)線傳輸損壞設(shè)備。由外部輸入的電源及網(wǎng)絡(luò)信號(hào)最終會(huì)通過(guò)排線與攝像頭上層主板連接。6424bf6a-5167-11ed-a3b6-dac502259ad0.jpg攝像頭底座搭載了一款國(guó)產(chǎn)的泓之發(fā)步進(jìn)電機(jī),該電機(jī)被兩顆螺絲固定在可旋轉(zhuǎn)底座上,以此構(gòu)成動(dòng)軸。電機(jī)沖凸起的傳動(dòng)軸與底盤上的凹槽相連,以此構(gòu)成定軸。當(dāng)電機(jī)接收到控制信號(hào)時(shí),電機(jī)就會(huì)開始旋轉(zhuǎn)并驅(qū)動(dòng)攝像頭整體做水平旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。6439ede0-5167-11ed-a3b6-dac502259ad0.jpg上圖為攝像頭球體內(nèi)部的主要結(jié)構(gòu),此處同樣內(nèi)置了一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)攝像頭旋轉(zhuǎn)的電機(jī),該電機(jī)安裝方向與攝像頭支撐立柱垂直,主要用于調(diào)整攝像頭的俯仰拍攝視角,電機(jī)下方是一顆支持語(yǔ)音通話的揚(yáng)聲器。6450bf7a-5167-11ed-a3b6-dac502259ad0.png攝像頭主控采用的是星宸科技的SSC325系列IPC專用SoC,該芯片以800MHz的ARM Cortex A7作為處理器內(nèi)核,支持ISP、H.265/H.264/MJPEG多制式視頻編碼,以及TF卡、CMOS圖像傳感器、有/無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等外設(shè)控制。同時(shí),攝像頭的AI人臉識(shí)別、智能追蹤這些功能也是基于該芯片實(shí)現(xiàn)的。主控芯片旁是一顆來(lái)自武漢新芯的64M閃存芯片XM25QH64A,該芯片的優(yōu)勢(shì)在于即使在斷電的情況下,該芯片仍能保存所有的數(shù)據(jù)信息。不過(guò),在該電路中這顆閃存芯片并非用于存儲(chǔ)視頻數(shù)據(jù)的,而是用來(lái)存儲(chǔ)攝像頭的拍攝角度、寬動(dòng)態(tài)等用戶預(yù)設(shè)信息,以此保障攝像頭在斷電重啟后,主控芯片能夠快速調(diào)用相關(guān)數(shù)據(jù),驅(qū)動(dòng)攝像頭恢復(fù)到斷電前的狀態(tài)。64931794-5167-11ed-a3b6-dac502259ad0.png無(wú)線控制方案采用的是瑞昱的RTL8188FTV 2.4G單頻低功耗芯片,該芯片符合IEEE802.11B/G/N支持IEEE 802.11i安全協(xié)議,支持WPA-PSK/WPA2-PSK,WPA/WPA2安全機(jī)制,最高傳輸速率為150Mbps。同時(shí)這顆芯片不僅可以與路由器直連上網(wǎng),在沒有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的情況下,還可以切換為熱點(diǎn)模式與手機(jī)設(shè)備通信,以此增強(qiáng)攝像頭數(shù)據(jù)訪問的便利性。64de4066-5167-11ed-a3b6-dac502259ad0.jpg在電機(jī)排線接口的背面是一顆中科芯億達(dá)驅(qū)動(dòng)芯片ULN2803A,這顆芯片被廣泛應(yīng)用于繼電器、照明、顯示屏、步進(jìn)電機(jī)等驅(qū)動(dòng)電路,在本電路中主要用于驅(qū)動(dòng)縱橫兩個(gè)方向步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)。64efafb8-5167-11ed-a3b6-dac502259ad0.png板子正面由主板、鏡頭模組、補(bǔ)光小板三部分構(gòu)成。補(bǔ)光小板通過(guò)排針與主板連接,板子上集成了4顆紅外補(bǔ)光燈珠、兩顆攝像頭狀態(tài)指示燈以及一顆用于采集工作環(huán)境聲音的拾音器。值得一提的是,這是一款不支持電動(dòng)調(diào)焦的攝像頭,因此鏡頭模組不需要其他排線與主板相連,但通過(guò)拆解發(fā)現(xiàn),這款攝像頭的鏡頭模組卻通過(guò)飛線與主板連接。65128ad8-5167-11ed-a3b6-dac502259ad0.png其實(shí)該鏡頭模組不僅僅只是將焦距固定為4mm那么簡(jiǎn)單,在鏡頭模組中還內(nèi)置了紅外夜視濾鏡和全透光譜濾鏡。我們都知道,在環(huán)境光線較暗時(shí)攝像頭會(huì)自動(dòng)開啟紅外LED燈補(bǔ)光,通過(guò)收集反射的紅外光,還原被拍攝場(chǎng)景的畫面。但是在日常環(huán)境中,會(huì)有其他光源影響CMOS傳感器對(duì)紅外光的收集,使用紅外夜視濾鏡就能夠很好地解決這一問題。紅外夜視濾鏡能夠過(guò)濾掉紅外光以外雜光,增強(qiáng)CMOS傳感器對(duì)紅外光的收集能力,還原出被拍攝物體在暗光環(huán)境下的細(xì)節(jié)。在環(huán)境充足的情況下,為還原出更真實(shí)的色彩,攝像頭就需要將外夜視濾鏡切換為全透光譜濾鏡。這根飛線就起到了鏡頭模組與主控的連接作用,控制在不同光線環(huán)境下攝像頭濾鏡切換的作用。653f4ad2-5167-11ed-a3b6-dac502259ad0.png上圖為CMOS傳感器特寫,對(duì)角線為0.8mm(約為0.24寸),具體型號(hào)未知。

結(jié)語(yǔ)

從整體來(lái)看,雖然說(shuō)這是面向C端的產(chǎn)品,價(jià)格定位也高,但硬件電路設(shè)計(jì)還是非常不錯(cuò)的,即使這款攝像頭內(nèi)置了TF卡槽、麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器、補(bǔ)光板等額外器件,但電路板并沒有給人一種臃腫的感覺,在小型化、輕量化方面做得很好。而且通過(guò)整個(gè)拆解來(lái)看,這款攝像頭所使用的芯片國(guó)產(chǎn)化率很高,并沒有發(fā)現(xiàn)國(guó)外芯片的身影。雖然說(shuō),CMOS傳感器的供應(yīng)商未能確定,但國(guó)內(nèi)能在全球市場(chǎng)中排名靠前的廠商也不少,比如豪威、思特威、格科微、比亞迪等,所以筆者很有理由相信這顆CMOS傳感器也是國(guó)產(chǎn)的。從這么一款普通的攝像頭,也映射出我國(guó)芯片在國(guó)產(chǎn)替代方面正在全面提速,并一步步完成市場(chǎng)和技術(shù)的突圍,尤其是安防監(jiān)控領(lǐng)域。

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