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電子發燒友網報道（文/李誠）隨著數字化、信息化時代的到來，攝像頭行業也完成了由模擬向數字化的轉型，并不斷向各個行業加速滲透。得益于物聯網技術的發展，網絡攝像頭的聯網方式可在有線連接與無線連接中隨意切換，解決了傳統攝像頭布線難的產品痛點。視頻儲存介質也由硬盤向更加小巧的SD卡或云端轉變，進一步降低了設備施工安裝的難度，這也是網絡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，近年來網絡攝像頭備受市場的追捧和消費者的歡迎。據IHS Markit預計，到2023年全球網絡攝像機產品出貨量將達到 19965.24 萬臺，市場發展前景廣闊。近日，筆者對一款來自TP-Link的家用網絡攝像頭進行了拆解并對其內部結構進行了分析。

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超清分辨率的網絡攝像頭。同時，該攝像頭還集成了人工智能物聯網技術，不僅可以通過物聯網遠程回傳實時畫面，還能通過AI 算法實現移動物體的智能追蹤、報警，守護家人安全。

機身采用主機加底座的外觀設計，配合雙軸獨立旋轉的內部機械結構，在兩個旋轉電機的共同作用下，攝像頭可輕松實現任意角度的旋轉，構建360度全景拍攝視角。

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

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

上圖為攝像頭球體內部的主要結構，此處同樣內置了一個用于驅動攝像頭旋轉的電機，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。

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/無線網絡等外設控制。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，該芯片的優勢在于即使在斷電的情況下，該芯片仍能保存所有的數據信息。不過，在該電路中這顆閃存芯片并非用于存儲視頻數據的，而是用來存儲攝像頭的拍攝角度、寬動態等用戶預設信息，以此保障攝像頭在斷電重啟后，主控芯片能夠快速調用相關數據，驅動攝像頭恢復到斷電前的狀態。

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，在沒有無線網絡的情況下，還可以切換為熱點模式與手機設備通信，以此增強攝像頭數據訪問的便利性。

在電機排線接口的背面是一顆中科芯億達驅動芯片ULN2803A，這顆芯片被廣泛應用于繼電器、照明、顯示屏、步進電機等驅動電路，在本電路中主要用于驅動縱橫兩個方向步進電機的旋轉。

板子正面由主板、鏡頭模組、補光小板三部分構成。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、兩顆攝像頭狀態指示燈以及一顆用于采集工作環境聲音的拾音器。值得一提的是，這是一款不支持電動調焦的攝像頭，因此鏡頭模組不需要其他排線與主板相連，但通過拆解發現，這款攝像頭的鏡頭模組卻通過飛線與主板連接。

其實該鏡頭模組不僅僅只是將焦距固定為4mm那么簡單，在鏡頭模組中還內置了紅外夜視濾鏡和全透光譜濾鏡。我們都知道，在環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境下的細節。在環境充足的情況下，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，控制在不同光線環境下攝像頭濾鏡切換的作用。

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。

結語

從整體來看，雖然說這是面向C端的產品，價格定位也高，但硬件電路設計還是非常不錯的，即使這款攝像頭內置了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化率很高，并沒有發現國外芯片的身影。雖然說，CMOS傳感器的供應商未能確定，但國內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傳感器也是國產的。從這么一款普通的攝像頭，也映射出我國芯片在國產替代方面正在全面提速，并一步步完成市場和技術的突圍，尤其是安防監控領域。