技術

安森美半導體的RSL10智能拍攝相機平臺實現超低功耗事件觸發成像

2025China.cn   2021年05月31日

  物聯網正結合人工智能(AI),向超自動化進化發展。安森美半導體的RSL10智能拍攝相機平臺體現了這概念,為邊緣提供基于視覺的AI以實現物體自動識別和場景變化等功能。RSL10智能拍攝相機平臺設計用于支持電池供電的智能成像應用,可便攜,超低功耗,能在相關事件觸發時捕獲圖像,并為智能圖像監控解決方案提供邊緣到云的聯接,適用于資產管理、智能建筑、工業自動化、智能農業等領域。

圖:RSL10智能拍攝相機平臺

  RSL10智能拍攝相機平臺的關鍵特性

  1)事件觸發成像

  在任何基于視覺的解決方案中,大部分時間里,相機輸出不會直接帶來有用的信息,而持續分析這些圖像則會極大地消耗處理能力、網絡帶寬和功耗。我們加入加速度傳感器、運動傳感器、低功耗溫濕度傳感器,允許用戶設置單個或多個傳感器的觸發條件,并僅在事件觸發時捕獲圖像,從而顯著降低系統的總功耗。

  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,經優化的電池管理回路,SunplusIT IoT 攝像頭圖像信號處理器(ISP),從而使電池使用壽命超過一年。

  RSL10是該平臺的關鍵,它是行業中具有最低功耗同時支持藍牙5.0的多協議無線電SoC,支持低功耗藍牙和多個2.4 GHz專有協議,提供先進的無線功能,實現行業最低功耗(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,兼容各種傳感器協議,集成AES128加密特性以保護數據安全,支持線上固件更新(FOTA)。

  RSL10具有多種封裝形式,已在汽車、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把完整的天線方案、電源管理、濾波以及其他無源器件集成到一個6 x 8 x 1.46 mm的微型封裝中,且通過了美國、歐洲、日本等多國認證體系,無需額外RF設計,即插即用,易于設計導入到任何智能無線互聯應用中。

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的應用,能以360幀/秒的速度實現全局快門性能,大大減少圖像中的運動模糊,近紅外技術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) 邊緣到云的聯接

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

  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能在不需要時關閉成像系統,在需要時觸發以喚醒成像系統。

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?

  用戶使用APP設置傳感器觸發條件,在觸發前,圖像傳感器和圖像處理器保持斷電以降低功耗,觸發后,圖像傳感器和圖像處理器會捕獲圖像,然后通過BLE將圖像傳送到手機上,移動端的程序充當攝像頭網關,用戶可在APP上查看圖像,以作進一步分析,也可發送到云端,進行圖像識別。APP可在安卓和iOS應用商店下載。

  該系統還可被設置為工業物聯網網關,網關可對攝像機進行入網設備管理,還可將采集到的圖像發送到云端進行分析,用戶可通過移動應用端控制攝像頭,也可通過云和網關遠程控制攝像頭。

  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聯接功能及環境感知能力,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)車艙內監控:家長可用手機監控后座孩子的健康狀況。無需進行持續監控,而是在需要時或進行周期性地監控,如孩子從睡夢中醒來時。攝像頭可方便地放置在后座上,無需額外的電源線或顯示系統

  2)安全帽攝像頭:可監控工廠工人安全。根據事件條件自動記錄傳感器的數據,在工人摔倒時發出警報

  3)空貨架檢測:小型攝像頭可安裝在貨架過道上,用于缺貨檢測,并定期發送圖片到網上或云,店員則會定時收到進貨通知

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

  5)購物車掃描:幫助商店在結賬時進行庫存管理,同時確保購物車上的所有物品都已記賬

  6)溫室監控:用于根據環境條件監測農作物

  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、帶事件觸發的機器視覺攝像頭,適用于資產管理、智能建筑、工業自動化、智能農業等領域。該平臺匯集了安森美半導體的多項創新,包括提供超低功耗BLE技術的RSL10 SIP,以及基于ARX3A0 CMOS圖像傳感器的360 幀/秒(fps)黑白成像的成像模塊,輔以先進的運動和環境傳感器以及電源和電池管理,用于自動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文檔以及工具,包括開始向導、用戶手冊、軟件手冊,現成的套件、物料單(BoM)、原理圖、集成開發環境(IDE)、移動APP、CMSIS-Pack等,幫助工程師加快開發。

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