對於剛畢業進入到車載安防監控產品行業的人來說,對於車載行業是比較陌生的,說起安防監控,一般都想到的是銀行、社區這樣的環境監控,這些都是生活中到處能看見的應用場景,如果車輛需要監控那就裝上車不就可以了嗎。甚至對於一些客戶來說,也同樣存在一些困惑,如普通室內監控系統一兩百元就高清了,而車載監控同樣錄影卻可能要貴上很多,還不一定是高清。這其實是這兩類監控系統不同應用環境不同品質定位造成的差異,一般把用於室內的監控錄影機定為消費級產品,而車載行業應用的監控錄影機則要求有工業級品質。兩種品級的產品追求是不同的:
一般的的監控錄影機的消費級要求:性能好、容量大、便宜、能快速跟進最新技術的發展。
車載錄影機工業級要求:穩定可靠、足夠的性能,不追求最新技術,等待相關技術穩定後再切入,做工好,用料足,價格較貴。
1. 應用環境天壤之別
普通監控與車載監控在應用環境上可謂有著天壤之別,普通監控屬生活在溫室裡的花朵,而車載監控則生存在相對極端惡劣的環境中。普通監控錄影機一般有單獨的監控主機房,有空調恒溫恒濕,有防靜電,無塵無水,電源穩定,且有UPS電源保障,有專人隨時進行維護等。而車載監控則面臨著如下惡劣環境問題:
1. 高低溫:南方暴曬高溫可上60度,北方晚上可至零下30度。
2. 水、塵土:常年易受到塵土侵蝕,水濺
3. 電源不穩定:車輛電氣脈衝多,雖然時間短,但幅度大可至百伏電壓
4. 突然斷電:車輛事故或拉大閘會導致正常運行正在讀寫硬碟的設備突然斷電
5. 振動:車輛一直處在振動環境中,明顯對硬碟的讀寫與壽命是不利的
也正因為這些問題,車載監控系統在錄影、網傳等基礎功能方面要做更多的研究,一方面提高了車載系統產品的成本,另一方面也增加了車載系統產品的研發生產門檻,這也是普通安防監控廠家眾多,而車載系統安防廠家較少的原因。
2. 元器件材料選型
由於有著各種惡劣環境因素,因此在元器件材料選型方面需要做如下考慮:
需要結實耐用,不能因長期振動受力環境下因疲勞斷裂損壞,要能防老化。
元器件規格要提升,考慮到高低溫、頻繁電脈衝衝擊時不能損壞。
接外掛程式要結實可靠,不易因振動而松脫。
如果有電池類產品,需要用工業級電池,不能採用筆記本、手機之類採用的普通鋰電,包括聚合物鋰電,安全不會爆炸,放電能力強。
設備處於公眾環境中,還要注意選材環保,不能有對人體健康有害的輻射影響。
針對特殊特定環境下的應用,還可能要求進一步提高選材要求,如IP67的防水,允許在水中浸泡使用,如防火盒允許在火中1000度高溫下保持錄影正常等。
3. 設計要求
3.1. 結構要求
內部電路忌線纜太多,模組化設計,容易在振動中與元器件長時間接觸,造成元器件損壞或線纜劃存,同時也容易維護更換。
一般採用低熱阻鋁型材做為設備外殼,堅固耐用,同時配合良好的工業結構設計,將設備內部的熱量傳導出來,相同級別相關方案的主機熱量功耗都差不多,所以一般外殼較熱的機器說明其散熱效果更好。
3.2. 斷電保護
事故瞬間的錄影通常是很關鍵的,正是雙方責任判斷的依據。當車輛突發事故時,車輛一般會切斷相關電路,以保護車輛不會因電路問題使事故進一步惡化,此時車載錄影設備很可能被突然斷電。
車載錄影設備涉及到安防業務,需要從電路上進行特殊的設計,保護好磁片,及可靠的將緩存錄影資料存儲到硬碟後才能進行安全關機流程。
3.3. 電源保護
車載電源環境一般比較惡劣,有著比較複雜的脈衝,其中以拋負載影響最為嚴重。如當車輛電瓶有時接觸不好斷開瞬間,車輛發電機的電力由於突然少了一個大的負載,而將大電流大的電壓轉向車載錄影設備,此時的電脈衝甚至可高達170V,對車載錄影設備造成強烈的衝擊。另外由於車載電瓶的老化及不同電瓶規格的車輛原因,車載錄影設備還需適應車輛供電系統電壓從8伏至36伏之間寬泛變化。由於車載電器的複雜性,交流疊加、供電突降、靜電,及各種傳導干擾與空間輻射等也都在隨時隨刻的影響著車載錄影設備。
因此在車載錄影設備電源部分設計時,應按照ISO7627標準,針對道路車輛中電氣相關的性能參數標準與測試方法嚴格執行,以滿足惡劣車輛電源環境下錄影設備仍能穩定可能的運行。
3.4. 減振系統
車載錄影設備一般也採用普通筆記本硬碟做為存儲介質,如何在車載振動中保護好硬碟,從而保護好核心使用者錄影資料,需要考慮眾多因素。
首先是安裝問題,客戶需要全方位任意安裝,要求設備能360度XYZ方向減振設計。在這部分設計中,一般會很容易想到彈簧、鋼絲圈等有彈性的物質,這是生活中容易見到的常識,但其實深一步研究會發現,彈簧減振其實是非常難的。如果採用彈簧,理想情況下,彈簧產生的彈性振動的正弦波如果能和振動產生的正弦波正好波峰與波谷疊加,則正好能完全減振,保持硬碟的恒定,稍有偏差,也可以大幅減振。但實際上振動波是頻率、幅度均不在斷變化的正弦波,因此用彈簧減振很有可能在一小段波形上減振,而在另一段波形上形成波峰與波峰、波谷與波谷的疊加,形成“共振”,這樣反而使“減振”系統變成了“加振”系統,使硬碟損壞的更快。
通過特殊比例的配方,使振動能力得以吸收並轉換成熱能散發掉,使不同頻率、幅度的振動波都能得到緩減。在振動試驗中,也需要對這種減振系統的XYZ三方向進行測試,以保證實際安裝使用過程中可以全向安裝。另外振動材料的選型還要注意在高低溫不同環境下老化問題,測試時需要振動臺直接架設在高低溫箱內。
任何材料都無法對所有的振動全部消減,在設計減振系統時,可以對低頻段部分適度放棄,將這部分振動交給硬碟自己處理,一般硬碟在低頻段是可以有一定承受力的,如筆記型電腦在火車上、汽車上使用是完全沒有問題的,這是因為沒有直接接受到車輛傳來的高頻振動,大部分高頻振動被拿著筆記本的人吸收掉了。通過這樣有取捨有針對性的對減振系統進行設計,最終可以實現硬碟錄影機在車載振動環境的完美應用。
3.5. 防護設計
車載錄影設備一般不採用風扇設計,即使溫度再高。風扇外露容易受到灰塵、水濺的侵蝕,而且還要設計通風孔,這也會造成設計容易進塵,進水。
車載設備一般儘量安裝在振動最小地面上,也因此容易在清潔車輛時易受到灰塵、水濺影響,因此需要設計護罩,提高防護等級,同時要結實,不能被人踩幾腳就成“變形金剛”了。
對於車載錄影設計來說,再多的灰與水濺,即使設備“結滿蜘蛛網”了,也應該能正常使用。
4. 檔案系統
檔案系統即我們經常用的FAT32、NTFS、EXT2等WINDOWS和LINUX用於存儲檔的檔案系統,但這些系統並不適合時時大量錄影資料的寫入,為提高存儲效率與可靠性,有能力的高科技公司如銳明技術等,需要開發出自己的檔案系統,要求:
1. 快速寫入
2. 標記與跳過壞區,不能經常被卡死在壞區
3.多重備份索引
4. 資料快速恢復
5. 安全保密
6. 可靠穩定
存儲介質在使用過程中,如PC電腦,有時因硬碟問題,電腦被卡死了,需要等很久才能恢復,這是很多人都遇到過的,但在車載安防領域,這種情況意味著會丟失時時從攝像頭傳來的錄影資料,一旦遇到事故,現場錄影證據就沒有了。當遇到壞區時,PC電腦系統會努力嘗試多次讀取,從而表現為卡死狀態,這是作業系統固有的特性,因此並不適用於車載錄影。另外,有時PC電腦檔誤刪除了,借助於一些恢復工具軟體,可以找回,但恢復的效率是非常低的,通常需要幾小時,甚至硬碟太大,需要一整天來恢復。在車載安防錄影中,可以通過自己開發的檔案系統實現快速恢復索引,僅需要不到1分鐘即可。
5. 網路環境
普通室內社區安防的網路是非常優越的,有線、光纖等都有,還是免費的。但在車載領域條件就差很多了,3G/4G帶寬窄,還需按流量來付費。在網傳即時錄影與上傳設備端採集的各項資料時,就必需要注意做網傳優化,尤其是視頻資料,即要求流暢還要求有一定清晰度,同時還不能佔用過多的頻寬以浪費消耗客戶的流量,增加客戶的運營成本。這些技術的研究對於普通安防來說是完全不必要的,這些技術也是非常難的技術,對於車載行業的廠商來說,必需要做到,也形成了事實的研發門檻。