智能家居從勢(shì)起到占據(jù) AIoT 半壁江山不過是短短幾年時(shí)間,如今的新家裝更是與智能家居系列產(chǎn)品強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手走進(jìn)千家萬(wàn)戶。而在這之中,主打安防的 IP 攝像頭確是讓人褒貶不一:作為“攘外安內(nèi)”的角色,防賊護(hù)家、看護(hù)老人小孩成為一個(gè)非常便利以及實(shí)用的功能,飽受好評(píng);而另一方面,網(wǎng)絡(luò)安全導(dǎo)致的隱私泄露則讓網(wǎng)絡(luò)攝像頭成為另一半人視為食之無(wú)味棄之可惜的雞肋。
既然這么有爭(zhēng)議,今天我們就來(lái)拆解這么一個(gè)讓人又愛又恨的產(chǎn)品,螢石 C2c 網(wǎng)絡(luò)攝像頭。
為什么拆它?
第一,因?yàn)樗鼘傩院?。大家都清楚,智能家居的發(fā)展不過短短幾年時(shí)間,很多產(chǎn)品的實(shí)用性其實(shí)并不高,而網(wǎng)絡(luò)攝像頭可以說(shuō)是在智能家居中實(shí)用性比較靠前的,至少在我心里,它可以跟像智能門鎖,掃地機(jī)器人相比肩,尤其你家中有小孩或者老人的時(shí)候,網(wǎng)絡(luò)攝像頭更是能充分發(fā)揮作用,比如你可以了解小孩哭鬧,老人跌倒什么的,所以它可不僅僅是表面上的防外,同時(shí)也是守護(hù)家人的可靠工具。
第二,因?yàn)樗阋?。網(wǎng)絡(luò)攝像頭當(dāng)然也分“高低貴賤”,高的幾千幾萬(wàn),便宜的幾十到幾百,之所以選擇這款拆解,主要還是從性價(jià)比出發(fā),而且對(duì)于硬件工程師來(lái)說(shuō),可以了解一個(gè)性價(jià)比高的電路方案、甚至說(shuō)一個(gè)備選的替換方案,何樂而不為呢?
拆解
螢石 C2C 的攝像頭外觀造型像水滴或者鵝卵石,在結(jié)構(gòu)上分為底座和攝像頭主體,之間通過萬(wàn)向軸連接,可以有效調(diào)整監(jiān)控角度(當(dāng)然比起搭載云臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)攝像頭差了不少)。攝像頭主體的外殼采用卡扣形式固定的,沒有粘膠,拆解過程相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單,下面是拆解完的全家圖,有興趣了解拆解過程的可以看視頻。
螢石 C2c 攝像頭的電路方案芯片級(jí)的集成度非常高,因此從拆解的 PCB 主板來(lái)看硬件電路設(shè)計(jì)倒顯得比較簡(jiǎn)潔,硬件功能布局相當(dāng)傳統(tǒng),除主 PCB 板之外的一些額外功能都通過接插件連接器擴(kuò)展到攝像頭外殼上,如紅外 LED、Speaker、麥克。
有一點(diǎn)比較爭(zhēng)議,在分離攝像頭鏡頭模組以及 CMOS 傳感器的時(shí)候(上圖),發(fā)現(xiàn)僅僅是通過螺絲固定在 PCB 板上,而鏡頭模組與 PCB 接合處并有一些類似橡膠或者密封條之類的有效保護(hù) CMOS 圖像傳感器以防止灰塵進(jìn)入,這種情況可能會(huì)導(dǎo)致用久之后會(huì)發(fā)現(xiàn)錄制的視頻并沒有一開始那么清晰,差評(píng)。
重點(diǎn)來(lái)看下 PCB 主板。
- 紅色:CMOS 圖像傳感器
- 青色:PCB 天線,WiFi
- 綠色:美滿科技 WiFi 芯片,型號(hào) 88w8801
- 黃色:紐扣電池 CR1220
- 黑色:串口
主板正面(這里把 CMOS 圖像傳感器的這面稱為主板正面)布局表面看起來(lái)非常緊湊,但實(shí)則沒多少器件,中間紅色部分為 CMOS 圖像傳感器,從資料了解這個(gè)攝像頭支持只 720p 的攝像,因此這個(gè) CMOS 圖像傳感器應(yīng)該也不是很昂貴,推測(cè)可能是索尼或者是豪威科技的入門級(jí)產(chǎn)品。
旁邊綠色部分是美滿科技的 WiFi 芯片,實(shí)質(zhì)上整個(gè)應(yīng)該是基于 marvell 的 88W8801 的郵票孔 WiFi 模組,這是一款比較早的產(chǎn)品,只支持 802.11n 標(biāo)準(zhǔn),單發(fā)單收,支持 SDIO 接口。比較奇怪的是,在這個(gè) WiFi 模組的下側(cè)可以看到一個(gè)類似 88W8801 封裝但是未貼片的空間,從引腳封裝來(lái)看似乎和 88w8801 屬于 pin to pin 兼容的,猜測(cè)可能是作為兼容的硬件電路方案,當(dāng) 88W8801 這顆料緊缺的時(shí)候可以有其它的器件可以替換,比如國(guó)產(chǎn)的南方硅谷 SV6030P WiFi 芯片就可以作為替代方案。
在 88W8801 上側(cè)則是 WiFi 的 PCB 材質(zhì)的板載天線,這要比更加小巧的陶瓷天線,比如樹莓派 4 上的陶瓷天線性能要強(qiáng),不過相對(duì)而言這個(gè)體積會(huì)更大,比較占用 PCB 空間。
除了一些主要的元器件,PCB 板正面的布局了所有通過杜邦線連接外設(shè)功能的接口電路,包括 speaker,紅外 LED,麥克,以及鏡頭模組上濾光片切換的驅(qū)動(dòng)接口。
再來(lái)看下 PCB 主板的背面。
- 紅色:神秘芯片(定制 / 貼牌芯片),猜測(cè)大概率是??低暤亩ㄖ菩酒?/li>
- 綠色:華邦 Nor Flash,128Mbit
比較意外,PCB 板背面的器件更少,除了一顆很顯眼的 Nor Flash 芯片,就只有一顆 SoC,換而言之,這顆 SoC 應(yīng)該集成了非常豐富的功能。芯片上面的絲印是 DP32A1707,查無(wú)此芯,比較神秘。我猜測(cè)是定制芯片或者直接是貼牌芯片。那么問題來(lái)了,螢石不就是一個(gè)剛起步的網(wǎng)絡(luò)攝像頭互聯(lián)網(wǎng)公司嘛,有這能力跟資本?事實(shí)上螢石是??低暺煜碌模某闪?yīng)該是借鑒小米一開始那種非常成功的互聯(lián)網(wǎng)模式,因此,這顆 SoC 大概率是海康威視的定制產(chǎn)品,縱觀整個(gè) PCB 布局的器件以及結(jié)合外擴(kuò)功能來(lái)說(shuō),這顆 SoC 集成度非常高。本著大膽猜測(cè),小心求證的態(tài)度,可以斷定它必然集成了音頻 codec,圖像 / 視頻 DSP,甚至說(shuō)肯定還有一兩個(gè)基于 ARM 的處理內(nèi)核,并且同樣集成眾多外設(shè)如 UART、SPI、SDIO 等接口,另外我們也可以看到在這顆 SoC 周圍設(shè)計(jì)了眾多的測(cè)試點(diǎn),明顯可以從另一層面看到這顆 SoC 的功能豐富,并且萬(wàn)一有啥問題的話這些測(cè)試點(diǎn)在排查時(shí)也方便讓工程師定位問題,不過,這基本是很多剛開始研發(fā)產(chǎn)品時(shí)才會(huì)這么做,難不成這個(gè)一板定乾坤,后期可能在硬件設(shè)計(jì)上都沒大的修改。
SoC 旁邊的是華邦的 nor flash,型號(hào)為 W25Q128FV,這顆料的話完全可以用國(guó)內(nèi)兆易創(chuàng)新的 SPI Flash 代替。
除此之外,背面的話就是一些外設(shè)的接口:MicroSD 卡槽,用于存儲(chǔ)本地的錄像,這在斷網(wǎng)的時(shí)候非常管用;復(fù)位按鍵,在設(shè)備處故障或者需要重新配置的時(shí)候使用;MicroUSB 接口,這里的話看電路布局應(yīng)該沒有 USB 信號(hào)線,只有供電作用。
除了這些,PCB 板背面基本上也沒什么重要的器件了,而且也因?yàn)檎麄€(gè)網(wǎng)絡(luò)攝像頭本身的功能不是那么豐富,加上這顆 SoC 集成度高,所以會(huì)讓人覺得外圍電路的設(shè)計(jì)倒不是那么復(fù)雜。
通過對(duì)螢石 C2c 的拆解,我們也大概能推測(cè)其硬件電路設(shè)計(jì)框圖大致如下:
螢石 C2c 主要器件的 BOM 表如下:
廠商 | 型號(hào) | 說(shuō)明 |
美滿電子 | 88W8801 | IEEE 802.11n 1T1R |
WindBond | W25Q128FV | 華邦電子 Nor flash,128Mbit |
神秘芯片 | 絲印:DP32A1707 | 多媒體處理 SoC,集成圖像 / 視頻 DSP,音頻編解碼 |
小結(jié)
整體來(lái)看,螢石 C2c 攝像頭的硬件電路設(shè)計(jì)還是非常簡(jiǎn)潔的,一個(gè)是因?yàn)?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E5%8D%8A%E5%AF%BC%E4%BD%93/">半導(dǎo)體工藝的集成化發(fā)展,越來(lái)越多的功能單一的芯片被整合到一顆 SoC 中去;另一方面是螢石這個(gè)產(chǎn)品的功能本身比較少:比如,沒有采用 PIR 傳感器增加人體感測(cè)功能,沒有增加光敏電阻去更好的去執(zhí)行紅外燈是否開啟的檢測(cè)功能,沒有有線網(wǎng)口,讓攝像頭在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)作為備用方案,當(dāng)然以上這些假設(shè)無(wú)疑會(huì)加大成本,而這 C2c 本身應(yīng)該屬于入門級(jí)的產(chǎn)品,所以這些看起來(lái)就是一件魚和熊掌不可兼得的事情。因此作為研發(fā)者,考慮的是為各個(gè)層面的用戶推出差異化的產(chǎn)品,而作為消費(fèi)者,選擇適合自己的產(chǎn)品即可。
最后,我也在這里大膽預(yù)言一下,網(wǎng)絡(luò)攝像頭作為智能家居中重要的一環(huán),將來(lái)必成為剛需產(chǎn)品。