4G打獵攝像機拆機分析

liwen01發表於2023-11-24

前言

收到一臺4G打獵相機,官方外觀及功能圖片如下所示,現對該裝置進行拆機及整體技術分析評估,看我們可以從中學習到什麼。

(一)什麼是打獵相機

所謂打獵相機,也叫野外相機,專門用於野外觀察和監測野生動物的一種低功耗輕便型相機。根據官方圖片我們對它的功能進行簡單介紹

  • 開關:電源開關,用於控制整機電源開關
  • Type-C:用於對裝置裡面的電池進行充電
  • 感光器:實質是一個光敏二極體,用來感知外面光照強度,從而進行白天黑夜模式切換,以及用於快速啟動的時候,快速查詢影像曝光引數。
  • 高畫質鏡頭:用於錄影拍照
  • 940夜視燈:指的是波長為940奈米的紅外夜視燈,用於夜間進行補光。
  • 天線:這裡是4G模組天線,使用外接天線,它的效能會比FPC天線要好
  • 麥克風:用來拾音
  • PIR 感應器:它是一種基於紅外線技術的人體活動感測器,它一般可以感應8~14微米的紅外線輻射。
  • 記憶體卡:這裡指的是外存,TF卡
  • 喇叭:用於語音播放
  • SIM卡槽:用於插入SIM卡

(二)功能簡介

上面是對裝置所用到的元器件做的一個簡單介紹,這裡將它轉化為我們比較容易理解的一個功能需要介紹:

  1. 使用移動蜂窩網進行資料通訊(2G/3G/4G/5G),需要在有行動網路訊號的地方才能正常進行資料通訊。
  2. 透過PIR感應裝置前方有動物出現,如果檢測到動物出現,裝置啟動攝像頭進行拍照錄影等操作。
  3. 夜間或是光線不足的時候,可以透過開啟940紅外燈進行補光,實現夜間黑白拍攝
  4. 裝置配有麥克風和喇叭,可以實現拾音,語音播放,對講等功能
  5. 使用18650電池給裝置供電,同時可以透過USB對電池進行充電

(三)拆機分析

從拆開的裝置我們會發現,它將上面介紹得這些功能分開在4個PCB板子上

  1. 攝像頭 sensor 鏡頭板
  2. 940紅外燈板,光敏也在該板上
  3. PIR板
  4. 主機板

這裡為什麼它要分成4個板,而不是直接做成一個板?主要的原因有:

  • 降低干擾
  • 方便模組器件更換

(1)降低干擾

940紅外燈工作的時候,它的發熱是比較嚴重的。而PIR的工作原理,是檢測紅外線熱輻射,所有有溫度的東西,都會輻射紅外線。將PIR和紅外燈板分開,可以降低他們之間的相互干擾。

(2)方便模組更換

在消費類IPC中,更換攝像頭sensor和鏡頭非常常見。比如對解析度的不同需求,對sensor價格及供貨穩定性影響。將攝像頭與主機板分離,主要應該是考慮到更換sensor方便。

(四)主機板功能分析

主機板主要的器件有:

  • 主處理器:君正T31ZX
  • flash:16MB
  • 4G 模組:SIMCom A7600E

(1)T31ZX

T31ZX 是君正T31系列裡面功能最齊全的一款低功耗主處理器,它與T31ZL相比較,主要是DDR 記憶體比T31ZL大,T31ZL 為64MB,T31ZX為128MB。這裡選用T31ZX而不使用成本更低的ZL,我覺得主要的原因是為了使用演算法預留了記憶體空間。

(2)flash

該裝置使用的flash是16M的,為啥不用8M,可能的原因有:

  • IOT SDK 庫較大,8M放置不下
  • 為演算法使用預留空間

(3)4G模組

這裡使用的是SIMCom A7600E, 它是一個CAT1 的模組,理論上最大下行速率為10Mbps,最大上行速率為5Mbps。裝置端主要是將本地的音影片資料上傳到IOT平臺,也就是說主要是使用上行通道。
實際使用,CAT1 的實際上傳速率一般在3~4Mbps。所以不管sensor是多大的解析度,看實時影片的最大位元速率不可能超過4Mbps。

(五)功耗情況

因為裝置是使用鋰電池供電的低功耗裝置,所以對功耗會非常敏感。低功耗裝置主要的功耗分兩部分,一是裝置正常執行進行拍照影片傳輸的頻率及時間;另外一個是裝置與IOT平臺保活休眠期間的功耗。

休眠保活功耗

因為裝置長時間是處於休眠保活的狀態,而這一部分主要的功耗來源於與IOT心跳的頻率,以及4G模組保持長連線的一個休眠功耗。

使用功耗儀對裝置進行測試,發現裝置在保活的狀態下,是以150秒的週期與平臺進行心跳保活。另外,4G模組每次傳送心跳資料,可以做到2秒左右就再次進入休眠狀態。


(六)結構外觀

整體結構外觀優點偏大,考慮到在戶外使用,這也沒什麼影響。在戶外,主要是需要考慮防水,防塵,防曬等環境影響。

(七)整體評估

從拆機的情況來看,整體用料和設計是合理的,功能也是比較齊全,效能也是做得比較好。從網上看它的售價,比常規低功耗相機價格是要偏高一些的。

市場價格偏高,我的理解是這產品研發成本較高,但它是屬於比較小眾的一個市場,裝置出貨量可能比較低,均攤到單臺裝置上的研發成本就高了。這裡說的研發成本,主要涉及到4G模組的低功耗應用最佳化,主處理器高畫質影像實時影片,本地儲存等功能的開發,以及裝置快速啟動的最佳化等等。

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