Kateri moduli kamere se uporabljajo v pametnih ključavnicah?

Uvod

Pametne ključavnice nadomeščajo tradicionalne ključe s prepoznavanjem obraza, PIN kodami ali mobilnimi aplikacijami. Za omogočanje funkcij odklepanja z obrazom ali video zvonca številne pametne ključavnice vključujejomodul kamere. Toda za razliko od varnostne kamere, priključene na steno, pametna ključavnica deluje na baterije in ima zelo malo prostora. Izbiramodul kamereneposredno vpliva na življenjsko dobo baterije, hitrost odziva in kakovost slike. V tem članku je razloženo, za kaj se uporabljajo moduli kamerepametne ključavnicein zakaj.

Zakaj pametne ključavnice potrebujejo posebno kamero
Pametna ključavnica bo morda potrebovala:

Zajemite obraz za prepoznavanje na razdalji 30–100 cm.

Posnemite kratek video, ko nekdo pozvoni na vratih.

Posnemite fotografijo, ko je zaznan poseg.

Te naloge se morajo izvesti v eni sekundi, medtem ko se porabi zelo malo energije. Tipična pametna ključavnica deluje na baterije AA od šest do dvanajst mesecev. Nobena dodana kamera ne sme izprazniti baterije v tednih.

Ključne zahteve za modul kamere Smart Lock

Modul kamere CMOS – standardna izbira
Večina pametnih ključavnic uporablja amodul kamere cmos. Senzorji CMOS ponujajo najboljše razmerje med kakovostjo slike, porabo energije in ceno. Asenzor modula kameres tehnologijo osvetlitve od zadaj (BSI) izboljša občutljivost pri šibki svetlobi – pomembno za vrata ponoči. Ločljivosti se običajno gibljejo od VGA (640×480) do 1080p. Amodul kamere cmosz 1–2 megapiksli zagotavlja dovolj podrobnosti za prepoznavanje obraza, ne da bi pri tem povzročil velike količine podatkov.

Modul kamere Global Shutter – zajemanje gibanja
Ko uporabnik stoji pred pametno ključavnico, se njegova glava pogosto rahlo premakne. Senzor navojnih vrat bi ustvaril poševne slike, kar bi zmanjšalo natančnost prepoznavanja. Amodul kamere globalnega zaklopaizpostavi vsako slikovno piko v istem trenutku, zamrznitev gibanja. To je ključnega pomena za zanesljivo preverjanje pristnosti obraza. Globalni senzorji zaklopa porabijo malo več energije, vendar so zaradi svoje natančnosti prednostna izbira za vrhunskepametne ključavnice.

Nizka poraba energije – največji izziv
Nizka poraba energijenarekuje skoraj vsako oblikovno izbiro. Kamera mora:

Ostanite v globokem spancu (mikroamperi), dokler oseba ni zaznana (s senzorjem PIR ali dotikom).

Zbudite se, posnemite sliko ali kratek videoposnetek in zaspite – vse v 1–2 sekundah.

Uporabite zelo nizko delovno moč (na desetine do stotine milivatov).

Proizvajalci to dosežejo z izbiromodul kamere cmossenzorji z vgrajenimi načini pripravljenosti in integracijo kamere z mikrokrmilnikom z nizko porabo energije. Nekateri moduli medpomnijo nekaj sličic in se nato popolnoma izklopijo.

Modul kamere MIPI / USB – možnosti vmesnika
Večina pametnih ključavnic je vgrajenih sistemov, ne osebnih računalnikov. Torejmipi /USB modul kamerevmesnik je običajno MIPI CSI‑2, ki se neposredno poveže z glavnim procesorjem ključavnice (ARM Cortex‑M ali pospeševalnik AI). MIPI porabi manj energije in ima nižjo zakasnitev kot USB. USB se včasih uporablja za odpravljanje napak ali za ključavnice, ki imajo ločeno kamero za pretakanje videa zvonca (ko je ključavnica priključena na električno omrežje). Pri baterijskem delovanju je zelo zaželen MIPI.

Modul kamere 4K Raspberry Pi – za izdelavo prototipov
Morda boste videliModul kamere 4k raspberry piv projektih pametnih ključavnic DIY ali zgodnjih raziskavah in razvoju. Raspberry Pi s kamero 4K razvijalcem omogoča hitro testiranje algoritmov za prepoznavanje obrazov. Vendar pa ločljivost 4K porabi preveč energije in proizvede preveč podatkov za ključavnico, ki se napaja iz baterije. Produkcijske pametne ključavnice uporabljajo nižje ločljivosti (VGA do 1080p). TheModul kamere 4k raspberry pije uporaben za eksperimentiranje, ne pa tudi za končni izdelek.

Senzor modula kamere – izbira pravega
Thesenzor modula kamereznotraj pametne ključavnice je običajno senzor CMOS majhnega formata (1/9″ do 1/4″). Ključni parametri:

Velikost pikslov– Večje slikovne pike (večje ali enake 2,0 µm) izboljšajo občutljivost pri šibki svetlobi.

Dinamični razpon– Potreben za prizore z močno zunanjo svetlobo in temno notranjostjo.

Hitrost sličic– 15–30 fps je dovolj za zajem obraza.

Samodejne funkcije– Samodejna osvetlitev in ravnovesje beline poenostavljata integracijo.

Primer izvedbe
Tipična pametna ključavnica za prepoznavanje obraza vsebuje:

A modul kamere globalnega zaklopa(1 MP, enobarvno za IR osvetlitev).

IR LED niz za nočno delovanje (neviden očem).

Mikrokrmilnik z nizko porabo energije, ki zbudi kamero, ko se nekdo približa.

Kamera posname eno ali dve sličici, ju pošlje majhnemu pospeševalniku umetne inteligence (npr. Google Coral), nato pa se izklopi. Celoten proces traja manj kot 500 ms.

Moduli kamere Sincere za pametne ključavnice

Pri Sincere oblikujemomodul kamererešitve posebej zapametne ključavnice:

Modul kamere Cmos– Ultra-nizek tok pripravljenosti (<10 µA).

Globalni zaklopni modul kamere– Zajem obraza brez zamegljenosti.

Mipi /USB modul kamere– MIPI za vdelane, USB za izdelavo prototipov.

Modul kamere 4k raspberry pi– Za razvoj algoritmov.

Senzor modula kamere– Izbor po meri (Sony, OmniVision) z majhnim odtisom.

Povzetek

Pametne ključavnicezanesite se na skrbno izbranemodul kameretehnologija. Idealno ravnovesje modulovnizka poraba energije, majhnost in zanesljiv zajem obraza.Modul kamere Cmossenzorji zmodul kamere globalnega zaklopaimajo prednost, da se izognete zameglitvi zaradi gibanja. Vmesnik je tipičenmipi /USB modul kamereMIPI je zmagal za energijsko učinkovitost. Medtem ko je aModul kamere 4k raspberry pije odličen za izdelavo prototipov, proizvodne ključavnice uporabljajo nižje ločljivosti. Če razumete te potrebe, lahko izberete pravosenzor modula kamereza varno in dolgotrajno pametno ključavnico.

Obrnite se na Sincere, da se pogovorite o svojempametne ključavniceprojekt modula kamere.