電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李誠）隨著數(shù)字化、信息化時代的到來，攝像頭行業(yè)也完成了由模擬向數(shù)字化的轉(zhuǎn)型，并不斷向各個行業(yè)加速滲透。得益于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)攝像頭的聯(lián)網(wǎng)方式可在有線連接與無線連接中隨意切換，解決了傳統(tǒng)攝像頭布線難的產(chǎn)品痛點。視頻儲存介質(zhì)也由硬盤向更加小巧的SD卡或云端轉(zhuǎn)變，進一步降低了設(shè)備施工安裝的難度，這也是網(wǎng)絡(luò)攝像頭相較于模擬攝像頭，更容易被消費者所接受的原因。

作為智能家居的安全中樞，近年來網(wǎng)絡(luò)攝像頭備受市場的追捧和消費者的歡迎。據(jù)IHS Markit預計，到2023年全球網(wǎng)絡(luò)攝像機產(chǎn)品出貨量將達到 19965.24 萬臺，市場發(fā)展前景廣闊。近日，筆者對一款來自TP-Link的家用網(wǎng)絡(luò)攝像頭進行了拆解并對其內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行了分析。

外觀及拆解

這是一款配備了300萬像素CMOS圖像傳感器，支持2K超清分辨率的網(wǎng)絡(luò)攝像頭。同時，該攝像頭還集成了人工智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，不僅可以通過物聯(lián)網(wǎng)遠程回傳實時畫面，還能通過AI算法實現(xiàn)移動物體的智能追蹤、報警，守護家人安全。

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機身采用主機加底座的外觀設(shè)計，配合雙軸獨立旋轉(zhuǎn)的內(nèi)部機械結(jié)構(gòu)，在兩個旋轉(zhuǎn)電機的共同作用下，攝像頭可輕松實現(xiàn)任意角度的旋轉(zhuǎn)，構(gòu)建360度全景拍攝視角。

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攝像頭底座由一塊電源小板和電機構(gòu)成，電源小板上集成了一個DC電源端子和網(wǎng)線接口。同時，在網(wǎng)線接口旁還連接了一顆沃虎的S16037網(wǎng)絡(luò)變壓器，用于增強網(wǎng)絡(luò)信號的傳輸距離、隔離高壓，防止不同電壓通過網(wǎng)線傳輸損壞設(shè)備。由外部輸入的電源及網(wǎng)絡(luò)信號最終會通過排線與攝像頭上層主板連接。

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攝像頭底座搭載了一款國產(chǎn)的泓之發(fā)步進電機，該電機被兩顆螺絲固定在可旋轉(zhuǎn)底座上，以此構(gòu)成動軸。電機沖凸起的傳動軸與底盤上的凹槽相連，以此構(gòu)成定軸。當電機接收到控制信號時，電機就會開始旋轉(zhuǎn)并驅(qū)動攝像頭整體做水平旋轉(zhuǎn)運動。

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上圖為攝像頭球體內(nèi)部的主要結(jié)構(gòu)，此處同樣內(nèi)置了一個用于驅(qū)動攝像頭旋轉(zhuǎn)的電機，該電機安裝方向與攝像頭支撐立柱垂直，主要用于調(diào)整攝像頭的俯仰拍攝視角，電機下方是一顆支持語音通話的揚聲器。

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攝像頭主控采用的是星宸科技的SSC325系列IPC專用SoC，該芯片以800MHz的ARM Cortex A7作為處理器內(nèi)核，支持ISP、H.265/H.264/MJPEG多制式視頻編碼，以及TF卡、CMOS圖像傳感器、有/無線網(wǎng)絡(luò)等外設(shè)控制。同時，攝像頭的AI人臉識別、智能追蹤這些功能也是基于該芯片實現(xiàn)的。

主控芯片旁是一顆來自武漢新芯的64M閃存芯片XM25QH64A，該芯片的優(yōu)勢在于即使在斷電的情況下，該芯片仍能保存所有的數(shù)據(jù)信息。不過，在該電路中這顆閃存芯片并非用于存儲視頻數(shù)據(jù)的，而是用來存儲攝像頭的拍攝角度、寬動態(tài)等用戶預設(shè)信息，以此保障攝像頭在斷電重啟后，主控芯片能夠快速調(diào)用相關(guān)數(shù)據(jù)，驅(qū)動攝像頭恢復到斷電前的狀態(tài)。

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無線控制方案采用的是瑞昱的RTL8188FTV 2.4G單頻低功耗芯片，該芯片符合IEEE802.11B/G/N支持IEEE 802.11i安全協(xié)議，支持WPA-PSK/WPA2-PSK，WPA/WPA2安全機制，最高傳輸速率為150Mbps。同時這顆芯片不僅可以與路由器直連上網(wǎng)，在沒有無線網(wǎng)絡(luò)的情況下，還可以切換為熱點模式與手機設(shè)備通信，以此增強攝像頭數(shù)據(jù)訪問的便利性。

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在電機排線接口的背面是一顆中科芯億達驅(qū)動芯片ULN2803A，這顆芯片被廣泛應(yīng)用于繼電器、照明、顯示屏、步進電機等驅(qū)動電路，在本電路中主要用于驅(qū)動縱橫兩個方向步進電機的旋轉(zhuǎn)。
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板子正面由主板、鏡頭模組、補光小板三部分構(gòu)成。補光小板通過排針與主板連接，板子上集成了4顆紅外補光燈珠、兩顆攝像頭狀態(tài)指示燈以及一顆用于采集工作環(huán)境聲音的拾音器。

值得一提的是，這是一款不支持電動調(diào)焦的攝像頭，因此鏡頭模組不需要其他排線與主板相連，但通過拆解發(fā)現(xiàn)，這款攝像頭的鏡頭模組卻通過飛線與主板連接。

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其實該鏡頭模組不僅僅只是將焦距固定為4mm那么簡單，在鏡頭模組中還內(nèi)置了紅外夜視濾鏡和全透光譜濾鏡。我們都知道，在環(huán)境光線較暗時攝像頭會自動開啟紅外LED燈補光，通過收集反射的紅外光，還原被拍攝場景的畫面。但是在日常環(huán)境中，會有其他光源影響CMOS傳感器對紅外光的收集，使用紅外夜視濾鏡就能夠很好地解決這一問題。紅外夜視濾鏡能夠過濾掉紅外光以外雜光，增強CMOS傳感器對紅外光的收集能力，還原出被拍攝物體在暗光環(huán)境下的細節(jié)。在環(huán)境充足的情況下，為還原出更真實的色彩，攝像頭就需要將外夜視濾鏡切換為全透光譜濾鏡。這根飛線就起到了鏡頭模組與主控的連接作用，控制在不同光線環(huán)境下攝像頭濾鏡切換的作用。

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上圖為CMOS傳感器特寫，對角線為0.8mm（約為0.24寸），具體型號未知。

結(jié)語

從整體來看，雖然說這是面向C端的產(chǎn)品，價格定位也高，但硬件電路設(shè)計還是非常不錯的，即使這款攝像頭內(nèi)置了TF卡槽、麥克風、揚聲器、補光板等額外器件，但電路板并沒有給人一種臃腫的感覺，在小型化、輕量化方面做得很好。

而且通過整個拆解來看，這款攝像頭所使用的芯片國產(chǎn)化率很高，并沒有發(fā)現(xiàn)國外芯片的身影。雖然說，CMOS傳感器的供應(yīng)商未能確定，但國內(nèi)能在全球市場中排名靠前的廠商也不少，比如豪威、思特威、格科微、比亞迪等，所以筆者很有理由相信這顆CMOS傳感器也是國產(chǎn)的。從這么一款普通的攝像頭，也映射出我國芯片在國產(chǎn)替代方面正在全面提速，并一步步完成市場和技術(shù)的突圍，尤其是安防監(jiān)控領(lǐng)域。