Aké kamerové moduly sa používajú v inteligentných zámkoch?

Úvod

Inteligentné zámky nahrádzajú tradičné kľúče rozpoznávaním tváre, PIN kódmi alebo mobilnými aplikáciami. Na aktiváciu funkcií odomykania tvárou alebo videozvončeka mnohé inteligentné zámky zahŕňajú amodul kamery. Ale na rozdiel od bezpečnostnej kamery zapojenej do steny, inteligentný zámok funguje na batérie a má veľmi málo miesta. Výber zmodul kamerypriamo ovplyvňuje výdrž batérie, rýchlosť odozvy a kvalitu obrazu. Tento článok vysvetľuje, v ktorých moduloch fotoaparátu sa používajúinteligentné zámkya prečo.

Prečo inteligentné zámky potrebujú špecializovanú kameru
Inteligentný zámok môže vyžadovať:

Nasnímajte tvár na rozpoznanie vo vzdialenosti 30 – 100 cm.

Keď niekto zazvoní na zvonček, nahrajte krátke video.

Keď sa zistí manipulácia, urobte fotografiu.

Tieto úlohy sa musia uskutočniť v priebehu jednej sekundy pri použití veľmi malého výkonu. Typický inteligentný zámok funguje na AA batérie šesť až dvanásť mesiacov. Žiadna pridaná kamera nesmie počas niekoľkých týždňov vybiť batériu.

Kľúčové požiadavky na modul kamery Smart Lock

Modul CMOS kamery – štandardná voľba
Väčšina inteligentných zámkov používa amodul fotoaparátu cmos. Snímače CMOS ponúkajú najlepšiu rovnováhu medzi kvalitou obrazu, spotrebou energie a cenou. Asnímač kamerového modulus technológiou back-illuminated (BSI) zlepšuje citlivosť pri slabom osvetlení, čo je dôležité pre dvere v noci. Rozlíšenia sa zvyčajne pohybujú od VGA (640 × 480) do 1080p. Amodul fotoaparátu cmoss 1–2 megapixelmi poskytuje dostatok detailov na rozpoznanie tváre bez vytvárania veľkého množstva dát.

Modul globálnej uzávierky – zachytávanie pohybu
Keď používateľ stojí pred inteligentným zámkom, jeho hlava sa často mierne pohne. Snímač rolovacej uzávierky by produkoval skreslené obrázky, čím by sa znížila presnosť rozpoznávania. Amodul kamery s globálnou uzávierkouodkryje každý pixel v rovnakom okamihu, zmrazenie pohybu. To je dôležité pre spoľahlivé overenie tváre. Globálne snímače uzávierky spotrebujú o niečo viac energie, ale ich výhoda presnosti z nich robí preferovanú voľbu pre high-endinteligentné zámky.

Nízka spotreba energie – najväčšia výzva
Nízka spotreba energiediktuje takmer každý výber dizajnu. Kamera musí:

Zostaňte v hlbokom spánku (mikroampéry), kým nie je detekovaná osoba (snímačom PIR alebo dotykom).

Zobuďte sa, urobte snímku alebo krátke video a vráťte sa spať – to všetko za 1–2 sekundy.

Používajte veľmi nízky aktívny výkon (desiatky až stovky miliwattov).

Výrobcovia to dosahujú výberommodul fotoaparátu cmossenzory so vstavanými pohotovostnými režimami a integráciou kamery s mikrokontrolérom s nízkou spotrebou energie. Niektoré moduly uložia do pamäte niekoľko snímok a potom sa úplne vypnú.

Modul kamery MIPI / USB – Voľby rozhrania
Väčšina inteligentných zámkov sú vstavané systémy, nie počítače. Takžemodul kamery mipi /USBRozhranie je zvyčajne MIPI CSI‑2, ktoré sa pripája priamo k hlavnému procesoru zámku (akcelerátor ARM Cortex‑M alebo AI). MIPI spotrebuje menej energie a má nižšiu latenciu ako USB. USB sa niekedy používa na ladenie alebo pre zámky, ktoré majú samostatnú kameru na streamovanie video zvončeka (keď je zámok pripojený k elektrickej sieti). Pri prevádzke na batérie sa výrazne uprednostňuje MIPI.

4K kamerový modul Raspberry Pi – pre prototypovanie
Môžete vidieť4k kamerový modul raspberry piv projektoch DIY inteligentných zámkov alebo v ranom výskume a vývoji. Raspberry Pi s 4K kamerou umožňuje vývojárom rýchlo otestovať algoritmy rozpoznávania tváre. Rozlíšenie 4K však spotrebuje príliš veľa energie a produkuje príliš veľa údajov pre zámok napájaný z batérie. Výrobné inteligentné zámky používajú nižšie rozlíšenia (VGA až 1080p). The4k kamerový modul raspberry pije užitočný na experimentovanie, ale nie na konečný produkt.

Senzor kamerového modulu – výber toho správneho
Thesnímač kamerového moduluvo vnútri inteligentného zámku je zvyčajne maloformátový snímač CMOS (1/9″ až 1/4″). Kľúčové parametre:

Veľkosť pixelov– Väčšie pixely (väčšie alebo rovné 2,0 µm) zlepšujú citlivosť pri slabom osvetlení.

Dynamický rozsah– Potrebné pre scény s jasným vonkajším svetlom a tmavým interiérom.

Snímková frekvencia– Na snímanie tváre stačí 15–30 fps.

Automatické funkcie– Automatická expozícia a vyváženie bielej zjednodušujú integráciu.

Príklad implementácie
Typický inteligentný zámok na rozpoznávanie tváre obsahuje:

A modul kamery s globálnou uzávierkou(1 MP, monochromatický pre IR osvetlenie).

IR LED pole pre nočnú prevádzku (neviditeľné pre oči).

Mikrokontrolér s nízkou spotrebou, ktorý prebudí kameru, keď sa niekto priblíži.

Kamera zachytí jeden alebo dva snímky, odošle ich do malého akcelerátora AI (napr. Google Coral) a potom sa vypne. Celý proces trvá menej ako 500 ms.

Kamerové moduly od spoločnosti Sincere pre inteligentné zámky

V spoločnosti Sincere navrhujememodul kameryriešenia špeciálne preinteligentné zámky:

Modul kamery Cmos- Ultranízky pohotovostný prúd (<10 µA).

Modul fotoaparátu s globálnou uzávierkou– Snímanie tváre bez rozmazania.

Modul kamery Mipi/USB– MIPI pre embedded, USB pre prototypovanie.

4k kamerový modul raspberry pi- Na vývoj algoritmov.

Senzor kamerového modulu– Vlastný výber (Sony, OmniVision) s malými rozmermi.

Zhrnutie

Inteligentné zámkyspoliehajte sa na starostlivo vybranémodul kamerytechnológie. Ideálny modul balansujenízka spotreba energie, malá veľkosť a spoľahlivé snímanie tváre.Modul kamery Cmossenzory smodul kamery s globálnou uzávierkouaby sa predišlo rozmazaniu pohybu. Rozhranie je zvyčajnemodul kamery mipi /USBpričom MIPI vyhráva za energetickú účinnosť. Zatiaľ čo a4k kamerový modul raspberry pije skvelý na prototypovanie, produkčné zámky používajú nižšie rozlíšenia. Pochopením týchto potrieb si môžete vybrať správnesnímač kamerového modulupre bezpečný inteligentný zámok s dlhou životnosťou.

Ak chcete prediskutovať svoje otázky, kontaktujte spoločnosť Sincereinteligentné zámkyprojekt kamerového modulu.