استراتيجيات التصميم المنخفضة الطاقة لوحدات الكاميرا

هنا بعض الاستراتيجيات لتصميم منخفض الطاقة الكاميراتالناتج يحتوي فقط على النتيجة

مستشعر الصور: اختر أجهزة استشعار تحتوي على أوضاع طاقة منخفضة. على سبيل المثال، يمكن لبعض أجهزة استشعار الصور CMOS دخول وضع السكون بطاقة منخفضة جدًا عندما تكون خاملة، حيث يستيقظون فقط عندما يحتاج الصورة إلى التقاطها. يمكن أن يقلل هذا بشكل كبير من استهلاك الطاقة. علاوة على ذلك، يمكن أن توفر أجهزة استشعار الصور الخلفية المضاءة (BSI) الجديدة استهلاكًا منخفضًا للطاقة مقارنة بأجهزة الاستشعار المضاءة من الأمام بنفس مستوى الأداء، حيث تستخدم الضوء بكفاءة أكبر وتقلل من الطاقة المطلوبة لتحقيق سطوع كافٍ.

المعالج نظام على شريحةاستخدم معالجات نظام على شرائح (SoC) ذات استهلاك منخفض للطاقة. غالبًا ما تُصنع هذه الشرائح باستخدام عمليات تصنيع متقدمة، مثل عملية الطاقة المنخفضة لدى TSMC، والتي يمكن أن تقلل من استهلاك الطاقة الثابتة والديناميكية على حد سواء. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لوحدة إدارة الطاقة داخل SoC ضبط الجهد والتردد بشكل ديناميكي لمختلف الوحدات بناءً على العبء العملي، مما يجنب استخدام الطاقة غير الضروري.

اختر النماذج ذات الطاقة المنخفضة للأجهزة الطرفية الأخرى مثل وحدات الواي فاي والبلوتوث. على سبيل المثال، يمكن لوحدات البلوتوث ذات الطاقة المنخفضة (BLE) دخول وضع السكون عندما يكون نقل البيانات غير متكرر، مما يقلل من استهلاك الطاقة.

تصميم دائرة إدارة الطاقة: قم بتصميم دوائر إدارة الطاقة الكفوءة لتقليل فقد الطاقة من خلال توزيع الطاقة وتحويلها بشكل صحيح. على سبيل المثال، استخدم مزودات الطاقة بوضع التحويل بدلاً من المزودات lineaire، حيث أنها أكثر كفاءة ويمكنها تحويل الجهد الداخلي بشكل أكثر فعالية إلى الجهود التشغيلية المطلوبة لمكونات الكاميرا. كما يمكنك إضافة مفاتيح طاقة متعددة في الدائرة للتحكم في توفير الطاقة لمكونات مختلفة بناءً على أوضاع التشغيل المختلفة (مثل الوضع الخمول، ومعاينة، والتسجيل)، مما يمكن من إدارة الطاقة بدقة.

تقليل معلمات الدوائر الطفيلية: خلال مرحلة تصميم اللوحة الدوائر المطبوعة PCB، قم بتحسين توجيه الأسلاك وتوضيب المكونات لتقليل السعة الطفيلية والاندكسانس في الدائرة. يمكن أن تسبب هذه المعلمات الطفيلية فقدان الطاقة أثناء نقل الإشارة، لذا يمكن تحسين كفاءة الدائرة وتقليل استهلاك الطاقة من خلال تقليلها. على سبيل المثال، قصر طول خطوط الإشارة عالية التردد لتقليل انعكاس الإشارة وتضعيفها، مما يقلل من استهلاك الطاقة أثناء نقل الإشارة.

آلية النوم والاستيقاظ الذكية: يتحكم البرنامج في دخول وضع النوم عندما لا يكون ذلك ضروريًا (على سبيل المثال، عند عدم اكتشاف حركة أو عدم وجود عمليات لفترة طويلة). في وضع النوم، يتم إيقاف تشغيل مكونات الأجهزة غير الضرورية، مثل مشفر الفيديو ووحدة نقل الواي فاي، مما يترك فقط وحدة رصد منخفضة الطاقة (مثل مستشعر الحركة) لاكتشاف ما إذا كانت الكاميرا ستستيقظ. عندما يكتشف الوحدة المراقبة شروط الاستيقاظ (مثل تحريك الحركة أو أمر التحكم عن بعد)، يستيقظ بسرعة الكاميرا ويعيد حالتها العملية.

ضبط معدل الإطارات: قم بضبط معدل إطارات الفيديو ديناميكيًا استنادًا إلى ديناميكية المشهد واحتياجات المستخدم. على سبيل المثال، في مشهد المراقبة، إذا بقيت الصورة ثابتة لفترة طويلة، يمكن تقليل معدل الإطارات لتقليل معالجة البيانات والنقل، مما يقلل من استهلاك الطاقة. زيادة معدل الإطارات مرة أخرى عند الحاجة إليها أو عند الحاجة إلى ملاحظة تفصيلية.

في الحالات التي لا تتطلب تفاصيل صورة عالية، يمكن خفض دقة الصورة من خلال إعدادات البرنامج. تعني الدقة المنخفضة جمعًا أقل لمستشعر الصورة وعبءًا أقل لمشفر الفيديو، مما يقلل من استهلاك الطاقة. على سبيل المثال، في المراقبة عن بُعد حيث يكون الاهتمام فقط برؤية عامة، يمكن استخدام دقة منخفضة للمعاينة.

تحسين خوارزميات معالجة الصور والفيديو: قم بتحسين خوارزميات الصور والفيديو الداخلية للكاميرا لتقليل الحسابات. على سبيل المثال، في خوارزميات ضغط الصور، استخدم طرق ترميز أكثر كفاءة مثل H.265/HEVC. يمكن أن تقلل هذه الطرق من حجم البيانات مقارنة بالترميز التقليدي H264، مع الحفاظ على نفس جودة الصورة، مما يقلل من استهلاك طاقة مشفر الفيديو. كما قم بتحسين تحسين الصورة والتصفية لتقليل الخطوات الحسابية غير الضرورية وتحسين كفاءة الخوارزمية.

تحسين خوارزمية الكشف الذكي: لتحسين خوارزميات الكشف عن الهدف والتعرف على الوجوه في الكاميرات الذكية، قم بتحسين هيكل الشبكة العصبية أو النماذج الخفيفة لتقليل الحسابات مع الحفاظ على دقة الكشف. على سبيل المثال، يمكن استخدام التحويلات العميقة المنفصلة بدلاً من التحويلات التقليدية لتقليل الحسابات بشكل كبير، مما يقلل من استهلاك الطاقة لمعالج تشغيل هذه الخوارزميات.