4G打猎摄像机拆机分析
前言
收到一台4G打猎相机,官方外观及功能图片如下所示,现对该设备进行拆机及整体技术分析评估,看我们可以从中学习到什么。
(一)什么是打猎相机
所谓打猎相机,也叫野外相机,专门用于野外观察和监测野生动物的一种低功耗轻便型相机。根据官方图片我们对它的功能进行简单介绍
- 开关:电源开关,用于控制整机电源开关
- Type-C:用于对设备里面的电池进行充电
- 感光器:实质是一个光敏二极管,用来感知外面光照强度,从而进行白天黑夜模式切换,以及用于快速启动的时候,快速查找图像曝光参数。
- 高清镜头:用于录像拍照
- 940夜视灯:指的是波长为940纳米的红外夜视灯,用于夜间进行补光。
- 天线:这里是4G模块天线,使用外置天线,它的性能会比FPC天线要好
- 麦克风:用来拾音
- PIR 感应器:它是一种基于红外线技术的人体活动传感器,它一般可以感应8~14微米的红外线辐射。
- 内存卡:这里指的是外存,TF卡
- 喇叭:用于语音播放
- SIM卡槽:用于插入SIM卡
(二)功能简介
上面是对设备所用到的元器件做的一个简单介绍,这里将它转化为我们比较容易理解的一个功能需要介绍:
- 使用移动蜂窝网进行数据通信(2G/3G/4G/5G),需要在有移动网络信号的地方才能正常进行数据通信。
- 通过PIR感应设备前方有动物出现,如果检测到动物出现,设备启动摄像头进行拍照录像等操作。
- 夜间或是光线不足的时候,可以通过开启940红外灯进行补光,实现夜间黑白拍摄
- 设备配有麦克风和喇叭,可以实现拾音,语音播放,对讲等功能
- 使用18650电池给设备供电,同时可以通过USB对电池进行充电
(三)拆机分析
从拆开的设备我们会发现,它将上面介绍得这些功能分开在4个PCB板子上
- 摄像头 sensor 镜头板
- 940红外灯板,光敏也在该板上
- PIR板
- 主板
这里为什么它要分成4个板,而不是直接做成一个板?主要的原因有:
- 降低干扰
- 方便模块器件更换
(1)降低干扰
940红外灯工作的时候,它的发热是比较严重的。而PIR的工作原理,是检测红外线热辐射,所有有温度的东西,都会辐射红外线。将PIR和红外灯板分开,可以降低他们之间的相互干扰。
(2)方便模块更换
在消费类IPC中,更换摄像头sensor和镜头非常常见。比如对分辨率的不同需求,对sensor价格及供货稳定性影响。将摄像头与主板分离,主要应该是考虑到更换sensor方便。
(四)主板功能分析
主板主要的器件有:
- 主处理器:君正T31ZX
- flash:16MB
- 4G 模块:SIMCom A7600E
(1)T31ZX
T31ZX 是君正T31系列里面功能最齐全的一款低功耗主处理器,它与T31ZL相比较,主要是DDR 内存比T31ZL大,T31ZL 为64MB,T31ZX为128MB。这里选用T31ZX而不使用成本更低的ZL,我觉得主要的原因是为了使用算法预留了内存空间。
(2)flash
该设备使用的flash是16M的,为啥不用8M,可能的原因有:
- IOT SDK 库较大,8M放置不下
- 为算法使用预留空间
(3)4G模块
这里使用的是SIMCom A7600E, 它是一个CAT1 的模块,理论上最大下行速率为10Mbps,最大上行速率为5Mbps。设备端主要是将本地的音视频数据上传到IOT平台,也就是说主要是使用上行通道。
实际使用,CAT1 的实际上传速率一般在3~4Mbps。所以不管sensor是多大的分辨率,看实时视频的最大码率不可能超过4Mbps。
(五)功耗情况
因为设备是使用锂电池供电的低功耗设备,所以对功耗会非常敏感。低功耗设备主要的功耗分两部分,一是设备正常运行进行拍照视频传输的频率及时间;另外一个是设备与IOT平台保活休眠期间的功耗。
休眠保活功耗
因为设备长时间是处于休眠保活的状态,而这一部分主要的功耗来源于与IOT心跳的频率,以及4G模块保持长连接的一个休眠功耗。
使用功耗仪对设备进行测试,发现设备在保活的状态下,是以150秒的周期与平台进行心跳保活。另外,4G模块每次发送心跳数据,可以做到2秒左右就再次进入休眠状态。
(六)结构外观
整体结构外观优点偏大,考虑到在户外使用,这也没什么影响。在户外,主要是需要考虑防水,防尘,防晒等环境影响。
(七)整体评估
从拆机的情况来看,整体用料和设计是合理的,功能也是比较齐全,性能也是做得比较好。从网上看它的售价,比常规低功耗相机价格是要偏高一些的。
市场价格偏高,我的理解是这产品研发成本较高,但它是属于比较小众的一个市场,设备出货量可能比较低,均摊到单台设备上的研发成本就高了。这里说的研发成本,主要涉及到4G模块的低功耗应用优化,主处理器高清图像实时视频,本地存储等功能的开发,以及设备快速启动的优化等等。
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