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安森美半导体的RSL10智能拍摄相机平台实现超低功耗事件触发成像

2021-05-31 阅读:
RSL10智能拍摄相机平台设计用于支持电池供电的智能成像应用,可便携,超低功耗,能在相关事件触发时捕获图像,并为智能图像监控解决方案提供边缘到云的联接,适用于资产管理、智能建筑、工业自动化、智能农业等领域。

物联网正结合人工智能(AI),向超自动化进化发展。安森美半导体的RSL10智能拍摄相机平台体现了这概念,为边缘提供基于视觉的AI以实现物体自动识别和场景变化等功能。RSL10智能拍摄相机平台设计用于支持电池供电的智能成像应用,可便携,超低功耗,能在相关事件触发时捕获图像,并为智能图像监控解决方案提供边缘到云的联接,适用于资产管理、智能建筑、工业自动化、智能农业等领域。EKeednc

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图:RSL10智能拍摄相机平台EKeednc

RSL10智能拍摄相机平台的关键特性EKeednc

1)事件触发成像EKeednc

在任何基于视觉的解决方案中,大部分时间里,相机输出不会直接带来有用的信息,而持续分析这些图像则会极大地消耗处理能力、网络带宽和功耗。我们加入加速度传感器、运动传感器、低功耗温湿度传感器,允许用户设置单个或多个传感器的触发条件,并仅在事件触发时捕获图像,从而显著降低系统的总功耗。EKeednc

2)超低功耗EKeednc

该平台所采用的器件基本上都具有超低功耗的特性,如行业最低功耗的低功耗蓝牙(BLE) 系统单芯片(SOC) RSL10,单帧3 mW的ARX3A0图像传感器,经优化的电池管理回路,SunplusIT IoT 摄像头图像信号处理器(ISP),从而使电池使用寿命超过一年。EKeednc

RSL10是该平台的关键,它是行业中具有最低功耗同时支持蓝牙5.0的多协议无线电SoC,支持低功耗蓝牙和多个2.4 GHz专有协议,提供先进的无线功能,实现行业最低功耗(深度睡眠模式为62.5 nW,接收模式为7 mW)。RSL10获行业最高的EEMBC® ULPMark™评分(1090 ULPMark CP @ 3 V; 1260 @ 2.1 V),尺寸小巧,电源电压范围1.1至3.3 V,采用精密的双核架构,拥有384 K flash存储器,支持模拟、数字双接口,兼容各种传感器协议,集成AES128加密特性以保护数据安全,支持线上固件更新(FOTA)。EKeednc

RSL10具有多种封装形式,已在汽车、医疗等高要求的应用中得到了很好的应用。在RSL10智能拍摄相机平台中,使用的是RSL10系统级封装(SIP)。RSL10 SIP把完整的天线方案、电源管理、滤波以及其他无源器件集成到一个6 x 8 x 1.46 mm的微型封装中,且通过了美国、欧洲、日本等多国认证体系,无需额外RF设计,即插即用,易于设计导入到任何智能无线互联应用中。EKeednc

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图:RSL10内部架构EKeednc

3) 卓越的图像感知EKeednc

该平台采用的ARX3A0是1/10英寸黑白图像传感器,非常适合基于机器视觉的应用,能以360帧/秒的速度实现全局快门性能,大大减少图像中的运动模糊,近红外技术则提供出色的微光特性,且小巧外形(55 x 65 mm)非常适合对空间有要求的成像应用。EKeednc

4) 边缘到云的联接EKeednc

除了硬件套件,安森美半导体还为该平台提供移动端App,能通过BLE进行联接通讯,并为相机提供边缘到云的联接。该平台采用亚马逊云人工智能(AI)引擎进行图像识别。EKeednc

可选择由USB供电或电池供电EKeednc

RSL10智能拍摄相机平台中,图像传感器和图像处理器被设置在不同的供电轨上,以提高系统的整体性能。RSL10能在不需要时关闭成像系统,在需要时触发以唤醒成像系统。EKeednc

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图:RSL10智能拍摄相机平台框图 EKeednc

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RSL10智能拍摄相机平台如何工作EKeednc

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用户使用APP设置传感器触发条件,在触发前,图像传感器和图像处理器保持断电以降低功耗,触发后,图像传感器和图像处理器会捕获图像,然后通过BLE将图像传送到手机上,移动端的程序充当摄像头网关,用户可在APP上查看图像,以作进一步分析,也可发送到云端,进行图像识别。APP可在安卓和iOS应用商店下载。EKeednc

该系统还可被设置为工业物联网网关,网关可对摄像机进行入网设备管理,还可将采集到的图像发送到云端进行分析,用户可通过移动应用端控制摄像头,也可通过云和网关远程控制摄像头。EKeednc

RSL10智能拍摄相机平台电池性能EKeednc

电池寿命主要取决于相机的使用情况。我们采用了1700 mA锂电池进行测试。如图所示,X轴代表相机一天中拍摄的图片数,Y轴代表以天为单位的电池使用寿命,红色线表示各情况下的平均电流消耗。如果RSL10智能拍摄相机平台在一天中拍摄约100张图片,那么1700 mA的电池可支持它使用一整年;如果每天只拍摄1张图片,那么该平台可在不使用外部电源的情况下使用近3年。EKeednc

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图:电池使用寿命测试EKeednc

用例EKeednc

RSL10智能拍摄相机平台外形紧凑,功耗超低,具有出色的成像性能、BLE联接功能及环境感知能力,适用于对电池使用寿命、便携性和探测空间有高要求的各种应用,包括但不限于:EKeednc

1)车舱内监控:家长可用手机监控后座孩子的健康状况。无需进行持续监控,而是在需要时或进行周期性地监控,如孩子从睡梦中醒来时。摄像头可方便地放置在后座上,无需额外的电源线或显示系统EKeednc

2)安全帽摄像头:可监控工厂工人安全。根据事件条件自动记录传感器的数据,在工人摔倒时发出警报EKeednc

3)空货架检测:小型摄像头可安装在货架过道上,用于缺货检测,并定期发送图片到网上或云,店员则会定时收到进货通知EKeednc

4)自动抄表:在某种情况下,对旧表的改造会带来许多额外的成本。采用RSL10智能拍摄相机改装现有仪表,则可用来读数并上传EKeednc

5)购物车扫描:帮助商店在结账时进行库存管理,同时确保购物车上的所有物品都已记账EKeednc

6)温室监控:用于根据环境条件监测农作物EKeednc

总结EKeednc

RSL10智能拍摄相机平台使工程师能构建超低功耗、小尺寸、带事件触发的机器视觉摄像头,适用于资产管理、智能建筑、工业自动化、智能农业等领域。该平台汇集了安森美半导体的多项创新,包括提供超低功耗BLE技术的RSL10 SIP,以及基于ARX3A0 CMOS图像传感器的360 帧/秒(fps)黑白成像的成像模块,辅以先进的运动和环境传感器以及电源和电池管理,用于自动捕获图像并识别其中的物体。安森美半导体还提供所有相关文档以及工具,包括开始向导、用户手册、软件手册,现成的套件、物料单(BoM)、原理图、集成开发环境(IDE)、移动APP、CMSIS-Pack等,帮助工程师加快开发。EKeednc

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