RSL10智能拍攝相機平臺的關(guān)鍵特性

 

1）事件觸發(fā)成像

 

在任何基于視覺(jué)的解決方案中，大部分時(shí)間里，相機輸出不會(huì )直接帶來(lái)有用的信息，而持續分析這些圖像則會(huì )極大地消耗處理能力、網(wǎng)絡(luò )帶寬和功耗。我們加入加速度傳感器、運動(dòng)傳感器、低功耗溫濕度傳感器，允許用戶(hù)設置單個(gè)或多個(gè)傳感器的觸發(fā)條件，并僅在事件觸發(fā)時(shí)捕獲圖像，從而顯著(zhù)降低系統的總功耗。

 

2）超低功耗

 

該平臺所采用的器件基本上都具有超低功耗的特性，如行業(yè)最低功耗的低功耗藍牙(BLE) 系統單芯片(SOC) RSL10，單幀3 mW的ARX3A0圖像傳感器，經(jīng)優(yōu)化的電池管理回路，SunplusIT IoT 攝像頭圖像信號處理器(ISP)，從而使電池使用壽命超過(guò)一年。

 

RSL10是該平臺的關(guān)鍵，它是行業(yè)中具有最低功耗同時(shí)支持藍牙5.0的多協(xié)議無(wú)線(xiàn)電SoC，支持低功耗藍牙和多個(gè)2.4 GHz專(zhuān)有協(xié)議，提供先進(jìn)的無(wú)線(xiàn)功能，實(shí)現行業(yè)最低功耗（深度睡眠模式為62.5 nW，接收模式為7 mW）。RSL10獲行業(yè)最高的EEMBC® ULPMark™評分（1090 ULPMark CP @ 3 V; 1260 @ 2.1 V），尺寸小巧，電源電壓范圍1.1至3.3 V，采用精密的雙核架構，擁有384 K flash存儲器，支持模擬、數字雙接口，兼容各種傳感器協(xié)議，集成AES128加密特性以保護數據安全，支持線(xiàn)上固件更新(FOTA)。

 

RSL10具有多種封裝形式，已在汽車(chē)、醫療等高要求的應用中得到了很好的應用。在RSL10智能拍攝相機平臺中，使用的是RSL10系統級封裝(SIP)。RSL10 SIP把完整的天線(xiàn)方案、電源管理、濾波以及其他無(wú)源器件集成到一個(gè)6 x 8 x 1.46 mm的微型封裝中，且通過(guò)了美國、歐洲、日本等多國認證體系，無(wú)需額外RF設計，即插即用，易于設計導入到任何智能無(wú)線(xiàn)互聯(lián)應用中。

 

圖：RSL10內部架構

 

3) 卓越的圖像感知

 

該平臺采用的ARX3A0是1/10英寸黑白圖像傳感器，非常適合基于機器視覺(jué)的應用，能以360幀/秒的速度實(shí)現全局快門(mén)性能，大大減少圖像中的運動(dòng)模糊，近紅外技術(shù)則提供出色的微光特性，且小巧外形(55 x 65 mm)非常適合對空間有要求的成像應用。

 

4) 邊緣到云的聯(lián)接

 

除了硬件套件，安森美半導體還為該平臺提供移動(dòng)端App，能通過(guò)BLE進(jìn)行聯(lián)接通訊，并為相機提供邊緣到云的聯(lián)接。該平臺采用亞馬遜云人工智能(AI)引擎進(jìn)行圖像識別。

 

可選擇由USB供電或電池供電

 

在RSL10智能拍攝相機平臺中，圖像傳感器和圖像處理器被設置在不同的供電軌上，以提高系統的整體性能。RSL10能在不需要時(shí)關(guān)閉成像系統，在需要時(shí)觸發(fā)以喚醒成像系統。

 

圖：RSL10智能拍攝相機平臺框圖

 

RSL10智能拍攝相機平臺如何工作？

 

用戶(hù)使用APP設置傳感器觸發(fā)條件，在觸發(fā)前，圖像傳感器和圖像處理器保持斷電以降低功耗，觸發(fā)后，圖像傳感器和圖像處理器會(huì )捕獲圖像，然后通過(guò)BLE將圖像傳送到手機上，移動(dòng)端的程序充當攝像頭網(wǎng)關(guān)，用戶(hù)可在A(yíng)PP上查看圖像，以作進(jìn)一步分析，也可發(fā)送到云端，進(jìn)行圖像識別。APP可在安卓和iOS應用商店下載。

 

該系統還可被設置為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)可對攝像機進(jìn)行入網(wǎng)設備管理，還可將采集到的圖像發(fā)送到云端進(jìn)行分析，用戶(hù)可通過(guò)移動(dòng)應用端控制攝像頭，也可通過(guò)云和網(wǎng)關(guān)遠程控制攝像頭。

 

RSL10智能拍攝相機平臺電池性能

 

電池壽命主要取決于相機的使用情況。我們采用了1700 mA鋰電池進(jìn)行測試。如圖所示，X軸代表相機一天中拍攝的圖片數，Y軸代表以天為單位的電池使用壽命，紅色線(xiàn)表示各情況下的平均電流消耗。如果RSL10智能拍攝相機平臺在一天中拍攝約100張圖片，那么1700 mA的電池可支持它使用一整年；如果每天只拍攝1張圖片，那么該平臺可在不使用外部電源的情況下使用近3年。

 

圖：電池使用壽命測試

 

用例

 

RSL10智能拍攝相機平臺外形緊湊，功耗超低，具有出色的成像性能、BLE聯(lián)接功能及環(huán)境感知能力，適用于對電池使用壽命、便攜性和探測空間有高要求的各種應用，包括但不限于：

 

1）車(chē)艙內監控：家長(cháng)可用手機監控后座孩子的健康狀況。無(wú)需進(jìn)行持續監控，而是在需要時(shí)或進(jìn)行周期性地監控，如孩子從睡夢(mèng)中醒來(lái)時(shí)。攝像頭可方便地放置在后座上，無(wú)需額外的電源線(xiàn)或顯示系統

 

2）安全帽攝像頭：可監控工廠(chǎng)工人安全。根據事件條件自動(dòng)記錄傳感器的數據，在工人摔倒時(shí)發(fā)出警報

 

3）空貨架檢測：小型攝像頭可安裝在貨架過(guò)道上，用于缺貨檢測，并定期發(fā)送圖片到網(wǎng)上或云，店員則會(huì )定時(shí)收到進(jìn)貨通知

 

4）自動(dòng)抄表：在某種情況下，對舊表的改造會(huì )帶來(lái)許多額外的成本。采用RSL10智能拍攝相機改裝現有儀表，則可用來(lái)讀數并上傳

 

5）購物車(chē)掃描：幫助商店在結賬時(shí)進(jìn)行庫存管理，同時(shí)確保購物車(chē)上的所有物品都已記賬

 

6）溫室監控：用于根據環(huán)境條件監測農作物

 

總結

 

RSL10智能拍攝相機平臺使工程師能構建超低功耗、小尺寸、帶事件觸發(fā)的機器視覺(jué)攝像頭，適用于資產(chǎn)管理、智能建筑、工業(yè)自動(dòng)化、智能農業(yè)等領(lǐng)域。該平臺匯集了安森美半導體的多項創(chuàng )新，包括提供超低功耗BLE技術(shù)的RSL10 SIP，以及基于A(yíng)RX3A0 CMOS圖像傳感器的360 幀/秒(fps)黑白成像的成像模塊，輔以先進(jìn)的運動(dòng)和環(huán)境傳感器以及電源和電池管理，用于自動(dòng)捕獲圖像并識別其中的物體。安森美半導體還提供所有相關(guān)文檔以及工具，包括開(kāi)始向導、用戶(hù)手冊、軟件手冊，現成的套件、物料單(BoM)、原理圖、集成開(kāi)發(fā)環(huán)境(IDE)、移動(dòng)APP、CMSIS-Pack等，幫助工程師加快開(kāi)發(fā)。