Wstęp
Inteligentne zamki zastępują tradycyjne klucze funkcjami rozpoznawania twarzy, kodami PIN lub aplikacjami mobilnymi. Wiele inteligentnych zamków umożliwia odblokowanie za pomocą twarzy lub dzwonka wideomoduł kamery. Jednak w przeciwieństwie do kamery bezpieczeństwa podłączonej do ściany, inteligentny zamek działa na baterie i zajmuje bardzo mało miejsca. Wybórmoduł kamerybezpośrednio wpływa na żywotność baterii, szybkość reakcji i jakość obrazu. W tym artykule wyjaśniono, w jakich modułach kamer są używaneinteligentne zamkii dlaczego.
Dlaczego inteligentne zamki potrzebują specjalistycznej kamery
Inteligentny zamek może wymagać:
Uchwyć twarz w celu rozpoznania z odległości 30–100 cm.
Nagraj krótki film, gdy ktoś zadzwoni do drzwi.
Zrób zdjęcie po wykryciu sabotażu.
Zadania te muszą zostać wykonane w ciągu sekundy przy użyciu bardzo małej mocy. Typowy inteligentny zamek działa na bateriach AA przez sześć do dwunastu miesięcy. Żadna dodana kamera nie może rozładowywać baterii przez kilka tygodni.
Kluczowe wymagania dotyczące modułu kamery Smart Lock
| Wymóg | Dlaczego to ma znaczenie |
|---|---|
| Niskie zużycie energii | Baterie muszą wystarczyć na miesiące, a nie dni |
| Mały ślad | Pasuje do korpusu zamka |
| Globalna migawka | Rejestruje poruszające się twarze bez rozmycia |
| Szybkie przebudzenie | Zamek reaguje natychmiast |
| Dobra wydajność przy słabym oświetleniu | Działa w nocy lub w ciemnych korytarzach |
Moduł kamery CMOS – wybór standardowy
Większość inteligentnych zamków wykorzystuje amoduł kamery cmos. Czujniki CMOS zapewniają najlepszą równowagę między jakością obrazu, poborem mocy i kosztem. Aczujnik modułu kameryz technologią podświetlenia tylnego (BSI) poprawia czułość przy słabym oświetleniu – co jest ważne w przypadku drzwi nocą. Rozdzielczości zazwyczaj wahają się od VGA (640 × 480) do 1080p. Amoduł kamery cmoso rozdzielczości 1–2 megapikseli zapewnia wystarczającą ilość szczegółów do rozpoznawania twarzy bez tworzenia ogromnych ilości danych.
Moduł kamery z globalną migawką – przechwytywanie ruchu
Kiedy użytkownik stoi przed inteligentnym zamkiem, jego głowa często lekko się porusza. Czujnik ruchomej migawki generowałby zniekształcone obrazy, obniżając dokładność rozpoznawania. AModuł kamery z globalną migawkąeksponuje każdy piksel w tym samym momencie, zatrzymując ruch. Ma to kluczowe znaczenie dla niezawodnego uwierzytelniania za pomocą twarzy. Czujniki z globalną migawką zużywają nieco więcej energii, ale ich przewaga w zakresie dokładności sprawia, że są preferowanym wyborem w przypadku aparatów z najwyższej półkiinteligentne zamki.
Niskie zużycie energii – największe wyzwanie
Niskie zużycie energiidyktuje prawie każdy wybór projektu. Kamera musi:
Pozostań w głębokim śnie (mikroampery) do czasu wykrycia osoby (przez czujnik PIR lub dotyk).
Obudź się, zrób zdjęcie lub krótki film i idź ponownie spać – a wszystko to w ciągu 1–2 sekund.
Używaj bardzo małej mocy czynnej (dziesiątki do setek miliwatów).
Producenci osiągają to poprzez wybórmoduł kamery cmosczujniki z wbudowanymi trybami czuwania i zintegrowaniem kamery z mikrokontrolerem o niskim poborze mocy. Niektóre moduły buforują kilka klatek, a następnie całkowicie się wyłączają.
Moduł kamery MIPI / USB – wybór interfejsu
Większość inteligentnych zamków to systemy wbudowane, a nie komputery PC. Więcmoduł kamery mipi/USBinterfejsem jest zazwyczaj MIPI CSI-2, który łączy się bezpośrednio z głównym procesorem zamka (akceleratorem ARM Cortex-M lub AI). MIPI zużywa mniej energii i ma mniejsze opóźnienia niż USB. USB jest czasami używane do debugowania lub w przypadku zamków wyposażonych w oddzielną kamerę do przesyłania strumieniowego wideo z dzwonka do drzwi (gdy zamek jest podłączony do zasilania sieciowego). W przypadku zasilania bateryjnego zdecydowanie preferowany jest MIPI.
Moduł kamery 4K Raspberry Pi – do prototypowania
Możesz zobaczyćModuł kamery 4k Raspberry Piw projektach inteligentnych zamków typu „zrób to sam” lub na wczesnych etapach badań i rozwoju. Raspberry Pi z kamerą 4K umożliwia programistom szybkie testowanie algorytmów rozpoznawania twarzy. Jednak rozdzielczość 4K zużywa zbyt dużo energii i generuje zbyt dużo danych dla zamka zasilanego bateryjnie. Inteligentne zamki produkcyjne wykorzystują niższe rozdzielczości (VGA do 1080p). TheModuł kamery 4k Raspberry Pijest przydatny do eksperymentów, ale nie do produktu końcowego.
Czujnik modułu kamery – wybór odpowiedniego
Theczujnik modułu kameryWewnątrz inteligentnego zamka znajduje się zazwyczaj małoformatowy czujnik CMOS (1/9″ do 1/4″). Kluczowe parametry:
Rozmiar piksela– Większe piksele (większe lub równe 2,0 µm) poprawiają czułość przy słabym oświetleniu.
Zakres dynamiczny– Potrzebne do scen z jasnym światłem zewnętrznym i ciemnym wnętrzem.
Liczba klatek na sekundę– Do uchwycenia twarzy wystarczy 15–30 kl./s.
Funkcje automatyczne– Automatyczna ekspozycja i balans bieli ułatwiają integrację.
Przykładowa realizacja
Typowa inteligentna blokada z funkcją rozpoznawania twarzy zawiera:
A Moduł kamery z globalną migawką(1 MP, monochromatyczny dla oświetlenia IR).
Matryca LED IR do pracy w nocy (niewidoczna dla oka).
Mikrokontroler o niskim poborze mocy, który wybudza kamerę, gdy ktoś się zbliży.
Kamera przechwytuje jedną lub dwie klatki, wysyła je do maleńkiego akceleratora AI (np. Google Coral), po czym się wyłącza. Cały proces trwa poniżej 500 ms.
Moduły kamer firmy Neare do inteligentnych zamków
W Szczerym projektujemymoduł kameryrozwiązania specjalnie dlainteligentne zamki:
Moduł kamery CMOS– Bardzo niski prąd czuwania (<10 µA).
Moduł kamery z globalną migawką– Rejestrowanie twarzy bez rozmyć.
Moduł kamery Mipi/USB– MIPI do osadzania, USB do prototypowania.
Moduł kamery 4k Raspberry Pi– Do opracowania algorytmów.
Czujnik modułu kamery– Wybór niestandardowy (Sony, OmniVision) przy niewielkich rozmiarach.
Streszczenie
Inteligentne zamkipolegaj na starannie dobranychmoduł kamerytechnologia. Idealny moduł równoważyniskie zużycie energii, mały rozmiar i niezawodne uchwycenie twarzy.Moduł kamery CMOSczujniki zModuł kamery z globalną migawkąsą preferowane, aby uniknąć rozmycia ruchu. Interfejs jest typowymoduł kamery mipi/USBze zwycięstwem MIPI za efektywność energetyczną. Podczas gdyModuł kamery 4k Raspberry Piświetnie nadaje się do prototypowania, blokady produkcyjne korzystają z niższych rozdzielczości. Rozumiejąc te potrzeby, możesz dokonać właściwego wyboruczujnik modułu kamerydla bezpiecznego i trwałego inteligentnego zamka.
Skontaktuj się z firmą Szczere, aby omówić swojeinteligentne zamkiprojekt modułu kamery.
