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(fā)成像

物聯網正結合人工智能(AI)，向超自動化進化發(fā)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(fā)時捕獲圖像，并為智能圖像監(jiān)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(yè)自動化、智能農業(yè)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(fā)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(xù)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(fā)條件，并僅在事件觸發(fā)時捕獲圖像，從而顯著降低系統(tǒng)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(yè)最低功耗的低功耗藍牙(BLE) 系統(tǒng)單芯片(SOC) RSL10，單幀3 mW的ARX3A0圖像傳感器，經優(yōu)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(yè)中具有最低功耗同時支持藍牙5.0的多協(xié)議無線電SoC，支持低功耗藍牙和多個2.4 GHz專有協(xié)議，提供先進的無線功能，實現行業(yè)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(yè)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(xié)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(yī)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(tǒng)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(tǒng)的整體性能。RSL10能在不需要時關閉成像系統(tǒng)，在需要時觸發(fā)以喚醒成像系統(tǒng)。

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(fā)條件，在觸發(fā)前，圖像傳感器和圖像處理器保持斷電以降低功耗，觸發(fā)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(fā)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(tǒng)還可被設置為工業(yè)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(fā)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(huán)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(jiān)控：家長可用手機監(jiān)控后座孩子的健康狀況。無需進行持續(xù)監(jiān)控，而是在需要時或進行周期性地監(jiān)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(tǒng)

2）安全帽攝像頭：可監(jiān)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(fā)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(fā)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(jiān)控：用于根據環(huán)境條件監(jiān)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(fā)的機器視覺攝像頭，適用于資產管理、智能建筑、工業(yè)自動化、智能農業(yè)等領域。該平臺匯集了安森美半導體的多項創(chuàng)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(huán)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(fā)環(huán)境(IDE)、移動APP、CMSIS-Pack等，幫助工程師加快開發(fā)。