智能家居從勢起到占據(jù) AIoT 半壁江山不過是短短幾年時間,如今的新家裝更是與智能家居系列產(chǎn)品強強聯(lián)手走進千家萬戶。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,防賊護家、看護老人小孩成為一個非常便利以及實用的功能,飽受好評;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味棄之可惜的雞肋。
既然這么有爭議,今天我們就來拆解這么一個讓人又愛又恨的產(chǎn)品,螢石 C2c 網(wǎng)絡(luò)攝像頭。
為什么拆它?
第一,因為它屬性好。大家都清楚,智能家居的發(fā)展不過短短幾年時間,很多產(chǎn)品的實用性其實并不高,而網(wǎng)絡(luò)攝像頭可以說是在智能家居中實用性比較靠前的,至少在我心里,它可以跟像智能門鎖,掃地機器人相比肩,尤其你家中有小孩或者老人的時候,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,同時也是守護家人的可靠工具。
第二,因為它便宜。網(wǎng)絡(luò)攝像頭當(dāng)然也分“高低貴賤”,高的幾千幾萬,便宜的幾十到幾百,之所以選擇這款拆解,主要還是從性價比出發(fā),而且對于硬件工程師來說,可以了解一個性價比高的電路方案、甚至說一個備選的替換方案,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,拆解過程相對來說比較簡單,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的集成度非常高,因此從拆解的 PCB 主板來看硬件電路設(shè)計倒顯得比較簡潔,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展到攝像頭外殼上,如紅外 LED、Speaker、麥克。
有一點比較爭議,在分離攝像頭鏡頭模組以及 CMOS 傳感器的時候(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 CMOS 圖像傳感器以防止灰塵進入,這種情況可能會導(dǎo)致用久之后會發(fā)現(xiàn)錄制的視頻并沒有一開始那么清晰,差評。
重點來看下 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 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)布局表面看起來非常緊湊,但實則沒多少器件,中間紅色部分為 CMOS 圖像傳感器,從資料了解這個攝像頭支持只 720p 的攝像,因此這個 CMOS 圖像傳感器應(yīng)該也不是很昂貴,推測可能是索尼或者是豪威科技的入門級產(chǎn)品。
旁邊綠色部分是美滿科技的 WiFi 芯片,實質(zhì)上整個應(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 WiFi 模組的下側(cè)可以看到一個類似 88W8801 封裝但是未貼片的空間,從引腳封裝來看似乎和 88w8801 屬于 pin to pin 兼容的,猜測可能是作為兼容的硬件電路方案,當(dāng) 88W8801 這顆料緊缺的時候可以有其它的器件可以替換,比如國產(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,不過相對而言這個體積會更大,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)動接口。
再來看下 PCB 主板的背面。
- 紅色:神秘芯片(定制 / 貼牌芯片),猜測大概率是??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,查無此芯,比較神秘。我猜測是定制芯片或者直接是貼牌芯片。那么問題來了,螢石不就是一個剛起步的網(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??低暤亩ㄖ飘a(chǎn)品,縱觀整個 PCB 布局的器件以及結(jié)合外擴功能來說,這顆 SoC 集成度非常高。本著大膽猜測,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,甚至說肯定還有一兩個基于 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)計了眾多的測試點,明顯可以從另一層面看到這顆 SoC 的功能豐富,并且萬一有啥問題的話這些測試點在排查時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)品時才會這么做,難不成這個一板定乾坤,后期可能在硬件設(shè)計上都沒大的修改。
SoC 旁邊的是華邦的 nor flash,型號為 W25Q128FV,這顆料的話完全可以用國內(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,用于存儲本地的錄像,這在斷網(wǎng)的時候非常管用;復(fù)位按鍵,在設(shè)備處故障或者需要重新配置的時候使用;MicroUSB 接口,這里的話看電路布局應(yīng)該沒有 USB 信號線,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,而且也因為整個網(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,所以會讓人覺得外圍電路的設(shè)計倒不是那么復(fù)雜。
通過對螢石 C2c 的拆解,我們也大概能推測其硬件電路設(shè)計框圖大致如下:
螢石 C2c 主要器件的 BOM 表如下:
廠商 | 型號 | 說明 |
美滿電子 | 88W8801 | IEEE 802.11n 1T1R |
WindBond | W25Q128FV | 華邦電子 Nor flash,128Mbit |
神秘芯片 | 絲?。篋P32A1707 | 多媒體處理 SoC,集成圖像 / 視頻 DSP,音頻編解碼 |
小結(jié)
整體來看,螢石 C2c 攝像頭的硬件電路設(shè)計還是非常簡潔的,一個是因為半導(dǎo)體工藝的集成化發(fā)展,越來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功能,沒有有線網(wǎng)口,讓攝像頭在無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時作為備用方案,當(dāng)然以上這些假設(shè)無疑會加大成本,而這 C2c 本身應(yīng)該屬于入門級的產(chǎn)品,所以這些看起來就是一件魚和熊掌不可兼得的事情。因此作為研發(fā)者,考慮的是為各個層面的用戶推出差異化的產(chǎn)品,而作為消費者,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),將來必成為剛需產(chǎn)品。