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车载安防监控产品工业级品质要求

2016-09-06 09:48:16 来源:深圳市锐明技术股份有限公司 责任编辑:cpsnewits
 
    对于刚毕业进入到车载安防监控产品行业的人来说,对于车载行业是比较陌生的,说起安防监控,一般都想到的是银行、小区这样的环境监控,这些都是生活中到处能看见的应用场景,如果车辆需要监控那就装上车不就可以了吗。甚至对于一些客户来说,也同样存在一些困惑,如普通室内监控系统一两百元就高清了,而车载监控同样录像却可能要贵上很多,还不一定是高清。这其实是这两类监控系统不同应用环境不同品质定位造成的差异,一般把用于室内的监控录像机定为消费级产品,而车载行业应用的监控录像机则要求有工业级品质。两种品级的产品追求是不同的:
 
    消费级要求:性能好、容量大、便宜、能快速跟进最新技术的发展。
 
    工业级要求:稳定可靠、足够的性能,不追求最新技术,等待相关技术稳定后再切入,做工好,用料足,价格较贵。
 
    1.应用环境天壤之别
 
    普通监控与车载监控在应用环境上可谓有着天壤之别,普通监控属生活在温室里的花朵,而车载监控则生存在相对极端恶劣的环境中。普通监控录像机一般有单独的监控主机房,有空调恒温恒湿,有防静电,无尘无水,电源稳定,且有UPS电源保障,有专人随时进行维护等。而车载监控则面临着如下恶劣环境问题:
 
    高低温:南方暴晒高温可上60度,北方晚上可至零下30度。
 
    水、尘土:常年易受到尘土侵蚀,水溅
 
    电源不稳定:车辆电气脉冲多,虽然时间短,但幅度大可至百伏电压
 
    突然断电:车辆事故或拉大闸会导致正常运行正在读写硬盘的设备突然断电
 
    振动:车辆一直处在振动环境中,明显对硬盘的读写与寿命是不利的
 
    也正因为这些问题,车载监控系统在录像、网传等基础功能方面要做更多的研究,一方面提高了车载系统产品的成本,另一方面也增加了车载系统产品的研发生产门槛,这也是普通安防监控厂家众多,而车载系统安防厂家较少的原因。
 
    2.元器件材料选型
 
    由于有着各种恶劣环境因素,因此在元器件材料选型方面需要做如下考虑:
 
    需要结实耐用,不能因长期振动受力环境下因疲劳断裂损坏,要能防老化。
 
    元器件规格要提升,考虑到高低温、频繁电脉冲冲击时不能损坏。
 
    接插件要结实可靠,不易因振动而松脱。
 
    如果有电池类产品,需要用工业级电池,不能采用笔记本、手机之类采用的普通锂电,包括聚合物锂电,安全不会爆炸,放电能力强。
 
    设备处于公众环境中,还要注意选材环保,不能有对人体健康有害的辐射影响。
 
    针对特殊特定环境下的应用,还可能要求进一步提高选材要求,如IP67的防水,允许在水中浸泡使用,如防火盒允许在火中1000度高温下保持录像正常等。
 
    3.设计要求
 
    3.1结构要求
 
    内部电路忌线缆太多,模块化设计,容易在振动中与元器件长时间接触,造成元器件损坏或线缆划存,同时也容易维护更换。
 
    一般采用低热阻铝型材做为设备外壳,坚固耐用,同时配合良好的工业结构设计,将设备内部的热量传导出来,相同级别相关方案的主机热量功耗都差不多,所以一般外壳较热的机器说明其散热效果更好。
 
    3.2断电保护
 
    事故瞬间的录像通常是很关键的,正是双方责任判断的依据。当车辆突发事故时,车辆一般会切断相关电路,以保护车辆不会因电路问题使事故进一步恶化,此时车载录像设备很可能被突然断电。
 
    车载录像设备涉及到安防业务,需要从电路上进行特殊的设计,保护好磁盘,及可靠的将缓存录像数据存储到硬盘后才能进行安全关机流程。
 
    3.3电源保护
 
    车载电源环境一般比较恶劣,有着比较复杂的脉冲,其中以抛负载影响最为严重。如当车辆电瓶有时接触不好断开瞬间,车辆发电机的电力由于突然少了一个大的负载,而将大电流大的电压转向车载录像设备,此时的电脉冲甚至可高达170V,对车载录像设备造成强烈的冲击。另外由于车载电瓶的老化及不同电瓶规格的车辆原因,车载录像设备还需适应车辆供电系统电压从8伏至36伏之间宽泛变化。由于车载电器的复杂性,交流叠加、供电突降、静电,及各种传导干扰与空间辐射等也都在随时随刻的影响着车载录像设备。
 
    因此在车载录像设备电源部分设计时,应按照ISO7627标准,针对道路车辆中电气相关的性能参数标准与测试方法严格执行,以满足恶劣车辆电源环境下录像设备仍能稳定可能的运行。
 
    3.4减振系统
 
    车载录像设备一般也采用普通笔记本硬盘做为存储介质,如何在车载振动中保护好硬盘,从而保护好核心用户录像数据,需要考虑众多因素。
 
    首先是安装问题,客户需要全方位任意安装,要求设备能360度XYZ方向减振设计。在这部分设计中,一般会很容易想到弹簧、钢丝圈等有弹性的物质,这是生活中容易见到的常识,但其实深一步研究会发现,弹簧减振其实是非常难的。如果采用弹簧,理想情况下,弹簧产生的弹性振动的正弦波如果能和振动产生的正弦波正好波峰与波谷叠加,则正好能完全减振,保持硬盘的恒定,稍有偏差,也可以大幅减振。但实际上振动波是频率、幅度均不在断变化的正弦波,因此用弹簧减振很有可能在一小段波形上减振,而在另一段波形上形成波峰与波峰、波谷与波谷的叠加,形成"共振",这样反而使"减振"系统变成了"加振"系统,使硬盘损坏的更快。
 
    锐明技术采用专业产品,通过特殊比例的配方,使振动能力得以吸收并转换成热能散发掉,使不同频率、幅度的振动波都能得到缓减。在振动试验中,也需要对这种减振系统的XYZ三方向进行测试,以保证实际安装使用过程中可以全向安装。另外振动材料的选型还要注意在高低温不同环境下老化问题,测试时需要振动台直接架设在高低温箱内。
 
    任何材料都无法对所有的振动全部消减,在设计减振系统时,可以对低频段部分适度放弃,将这部分振动交给硬盘自己处理,一般硬盘在低频段是可以有一定承受力的,如笔记本电脑在火车上、汽车上使用是完全没有问题的,这是因为没有直接接受到车辆传来的高频振动,大部分高频振动被拿着笔记本的人吸收掉了。通过这样有取舍有针对性的对减振系统进行设计,最终可以实现硬盘录像机在车载振动环境的完美应用。
 
    3.5防护设计
 
    车载录像设备一般不采用风扇设计,即使温度再高。风扇外露容易受到灰尘、水溅的侵蚀,而且还要设计通风孔,这也会造成设计容易进尘,进水。
 
    车载设备一般尽量安装在振动最小地面上,也因此容易在清洁车辆时易受到灰尘、水溅影响,因此需要设计护罩,提高防护等级,同时要结实,不能被人踩几脚就成"变形金刚"了。
 
    对于车载录像设计来说,再多的灰与水溅,即使设备"结满蜘蛛网"了,也应该能正常使用。
 
    4.文件系统
 
    文件系统即我们经常用的FAT32、NTFS、EXT2等WINDOWS和LINUX用于存储文件的文件系统,但这些系统并不适合时时大量录像数据的写入,为提高存储效率与可靠性,有能力的高科技公司如锐明技术等,需要开发出自己的文件系统,要求:
 
    快速写入
 
    标记与跳过坏区,不能经常被卡死在坏区
 
    多重备份索引
 
    数据快速恢复
 
    安全保密
 
    可靠稳定
 
    存储介质在使用过程中,如PC电脑,有时因硬盘问题,电脑被卡死了,需要等很久才能恢复,这是很多人都遇到过的,但在车载安防领域,这种情况意味着会丢失时时从摄像头传来的录像数据,一旦遇到事故,现场录像证据就没有了。当遇到坏区时,PC电脑系统会努力尝试多次读取,从而表现为卡死状态,这是操作系统固有的特性,因此并不适用于车载录像。另外,有时PC电脑文件误删除了,借助于一些恢复工具软件,可以找回,但恢复的效率是非常低的,通常需要几小时,甚至硬盘太大,需要一整天来恢复。在车载安防录像中,可以通过自己开发的文件系统实现快速恢复索引,仅需要不到1分钟即可。
 
    5.网络环境
 
    普通室内小区安防的网络是非常优越的,有线、光纤等都有,还是免费的。但在车载领域条件就差很多了,3G/4G带宽窄,还需按流量来付费。在网传实时录像与上传设备端采集的各项数据时,就必需要注意做网传优化,尤其是视频数据,即要求流畅还要求有一定清晰度,同时还不能占用过多的带宽以浪费消耗客户的流量,增加客户的运营成本。这些技术的研究对于普通安防来说是完全不必要的,这些技术也是非常难的技术,对于车载行业的厂商来说,必需要做到,也形成了事实的研发门槛。
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