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低功耗产品开发宝典,下一个风口
日期:2021-10-30 发布人:

从2017-2018年开始,在消费类IPC还在铺天盖地增长时,悄然间在北美诞生了另一个新的消费类IPC品类,就是低功耗摄像头&门铃,海外叫Battery Camera,代表品牌有Alro ,Ring,Blink等,产品的核心变化是由常供电变成电池供电,这又是一个很大的技术革新,彻底解决了布线的问题。

 因为要电池供电首先要解决的就是长时间续航问题,所以IPC在不工作时就需要处于休眠状态,而当有人走过时,要快速的从休眠状态到正常工作状态。举个例子来说,现在我们的手机,电视,电脑等电子产品,开机时间一般也要个十秒八秒,而低功耗摄像头必须在1s以内完成开机并录制视频,严格来讲需要在300毫秒-500毫秒内开机正常工作,要不等设备启动开始录像的时候人早就已经不在画面里了,如何实现快速启动就成为研发低功耗产品研发门槛之一。

低功耗产品由三大核心技术构成:

1、快速开机,涉及主控芯片。
2、云服务器&心跳保活服务器,涉及云平台
3、低功耗WIFI技术,涉及Wifi模块。
除了以上三大核心技术以外,剩下其他的就是常用IPC的软件架构逻辑了。

首先来讲下快速开机,一般情况下Linux的开机时间基本要10秒以上,目前可以支持快速开机的开源系统是Freertos,但是Freertos系统目前行业内开发人员能熟练运用的研发人员很少,所以这个难题就只有交给芯片原厂来解决了,最早解决这个问题的芯片原厂是行业龙头海思,他们在Linux基础上开发了一套Liteost系统,开机时间可以控制在500毫秒以内,让行业内的研发人员可以继续用熟悉的Linux方式来开发低功耗产品。其次是芯片原厂北京君正,他们直接优化Linux内核起动速度,也可以达到500毫秒内快速启动,另外一家就是Realtek(瑞昱),用Freertos系统可以在200毫秒完成设备启动,但Freertos开发门槛相当高。

 快速启动问题由芯片原厂搞定了,但另外还有一个难题是低功耗WIFI。WIFI在正常工作的情况下功耗也比较高,所以WIFI也需要有休眠模式,即可以与网络保持心跳(保持连接),又需要功耗低,所以我们就需要部署一台云服务器与WIFI保持心跳链接,当有终端(手机)发出唤醒信号时WIFI开始正常工作并通过单片机唤醒主控设备,同时建立起P2P视频连接,所以从手机APP发出唤醒包到设备正常工作就是一个相当复杂的过程, 比如手机发出的唤醒包会不会丢包?如果有丢包设备唤醒速度就很慢,举个例子,想像一下用手机APP点开视频连接到看到视频如要10秒以上的话,用户体验是相当差的,买了这种机器想不退货都难,现在的消费者哪有这么多耐心。其次低功耗WIFI还有许多机制需要做,比如每次唤醒是否重新获取IP,WIFI断线后如何重联,路由断电后如何重联,WIFI功率设定多大最合适,是否会误唤醒设备,Dtim时长等等,这些细节最终都会影响到设备的功耗及用户体验。更难的是很多公司根本不知道如何测试,如微安级的功耗测试,WIFI抓包测试,WIFI功率测试,唤醒成功率测试,误唤醒抓包测试等等。

  其实现在所有的IPC芯片原厂都可以支持快速启动,但为什么在低功耗产品能量产或市占率大的基本只有海思和君正,主要还是WIFI的门槛,IPC芯片原厂要找一家成熟的低功耗WIFI原厂来配合开发虽然比制造厂商去找相对容易一些,但成熟的低功耗WIFI原厂就这么几家,比如TI、Braodcom(博通)、MTK(联发科)、Realtek(瑞昱)、海思等,其中MTK,Realtek(瑞昱)和海思本来就自己有IPC主控,早期自己的都没做好凭什么要跟第三方去配合,剩下TI也算有自己IPC主控,Braodcom虽然没有,但TI和博通也不是你你想用就给你用的,据说TI和Braodcom要拿到他们的低功耗WIFI的开发板和资料就需要几万美金入门费。所以低功耗产品的开发门槛在这里大家就可以看到了,比普通IPC的开发门槛还是高不止一个档次。

 海思有自己的WIIF ,在没有被美国恶意限制之前,海思的低功耗产品市占率80%以上,海思被恶意打压之后,君正与海思(WIFI部门配合),市占率也达到了50%以上,其次就是Realtek(瑞昱),Realtek开了一颗RTL8715,世界上第一颗专门针对低功耗IPC芯片(IPC主控与WIFI包在一起),听起来是不是很爽很容易?可惜Realtek是用Freertos系统开发的,上面有讲,虽然Linux系统开发已经储备了很多人才,可是Freertos人才不多,开发门槛又高了,而且Realtek也不是你想开发就给你开发的(风格有点像TI和博通),Realtek的优势很明显,主控与WIFI都是同一原厂,不需要多方配合,并且Realtek是WIFI行业市占率很高的老牌芯片厂商,稳定性兼容性自然可靠,缺点就是使用的Freertos系统开发门槛高。

 为什么Freertos开发门槛会很高,这也是工作中很多客户会问我的,我举例说明一下,比如你找了一个P2P厂商(云平台厂商)配合接入云端,因为Linux也是一个相对标准的系统,所以P2P厂商基本都是支持Linux系统,这样平台端开发一次就可以通吃了,现在需要支持Freertos系统,那么平台端就要去专门适配定制支持Freertos,很多东西又不是标准的,所以没适配过Freertos的平台厂商可能连什么时候能做好的时间点都回复不出来。

再比如开发过IPC的厂商都知道,正常会调用很多开源库(有些可能是没有原码的开源库),不好意思,你原先调用的开源库在Freertos上都不支持,有些人可能会说没有现成的直接在Freertos上重写不就好了么,这就是传说中的傻白甜,比如你基于Freertos重写一个MP4录像格式的功能看看?可能等你开发完产品,其他厂商整个产品都已经更新换代了。那是不是就彻底没招儿了,当然有,在技术大拿面前从来就没有什么实现不了的,如果能找到一个对Linux和Freertos内核及编译环境都相当熟练的大神,可以熟练的修改内核和编译环境来适配你想要调用的库,那问题就可以解决了,但是这看起来更难。所以说没这方面的人才储备是很难量产的。

再说说P2P和云存储,经过安防行业近20年的发展,也有大量公司已经或慢慢自己可以独立开发了,传统安防摄像头可以没有P2P和云存储(因为对接ONVIF存储在NVR为主流应用,存储在云端不是核心应用),消费类摄像头虽然基本上都有P2P和云存储,但都是基于Linux开发的(第三方适用于Freertos的P2P目前还很少)。自己撑握P2P原代码的公司可以修改,但有P2P还不够,低功耗产品都必须要有云存储功能,因为低功耗产品是移动设备(电池),比如门铃,你没有云存储,小偷是不是把你的门铃弄坏或一起拿走就好了?所以低功耗产品因为算是一个移动监控设备,要满足监控的需求就一定要有云存储,这样你拿走了设备云存储的录像你是拿不走的。

要做云存储容易吗?当然不容易,这里我简单介绍下,云存储大功能主要分三个,计费收费系统,用户管理系统,云录像管理系统

 计费收费系统你得对接淘宝,微信,国外Paypal这种主流支付系统吧。用户管理系统你得把设备,用户,购买的套装统一对应起来吧(要不然A用户付的钱到B用户名下了),另外主要还得考虑你有100万用户,1000万用户规模的时候如何匹配。云录像管理这个做过安防产品的都知道,就是用户设备对应的录像可随时调用回放下载等,就是原来放在DVR&NVR&SD卡的录像方式搬到云上面去处理,这对于原先做传统DVR、IPC的硬件开发公司来说,也是一个大的门槛。

当然现在也有很多大家所熟悉的大型互联网公司都在提供云端服务,比如涂鸦,阿里,腾讯,华为,亚马逊等,他们降低了一些厂商的开发门槛,但这些互联网公司也是一样,不是你想跟他配合就可以做好,首先你得具有一定的研发实力,其次阿里,腾讯,华为出海特别是北美地区会不会有障碍?美国会不会恶意打压?这都是问号,所以如果低功耗产品是出海外的话(低功耗产品起源于海外当然大部分需求还是海外需求为主),对于低功耗方案商和工厂来说可选择的平台就很少,目前看只有涂鸦和亚马逊了,或者你就自己从头开始开发这一套云平台,但是这个难度可能比开发硬件方案难多了,当然我们前面提到的Ring、Arlo这种大品牌大部分都是有自己的云平台的。

   这个产品的开发门槛这么高,那些公司做的好呢?是不是还是得说一下,这部分我尽量公正公平来写,避免有广告嫌疑,为什么还是要写,因为这遍文章还是想给想了解这个产品及想进入这个领域的公司提供一些建议,不写这部分看起来就是丢了个问题没有结果。

 早期在2017-2018年时就有国内公司做低功耗产品,最早期的公司如拓阔(APP名称tosee),不知道什么原因后来解散了。雄迈(门铃),但不是真正意义上的低功耗应用,因为不带远程唤醒功能(等于低功耗做了一半,可以休眠和快速启动,没有WIFI保活远程唤醒)。所有新产品、新技术的发展前面几家做的公司贡献都是大的,都替后来者积累经验,历史案子不多分析。海康大华在那时也开始介入低功耗产品(莹石,乐橙),行业巨头我们就不过多评判。

下面我们就主要讲讲现在主流的几家低功耗方案商,也为想进入低功耗行业的同行做个参考,目前主流的有杭州觅睿,深圳讯美,深圳庆视,百川、深圳华意等,当然还有一些由于终端品牌影响力、出货量以及篇幅考虑暂未列出,也希望各位同行不要介意。

 杭州觅睿,海康系创业团队,创业起点比较高,获得了几千万投资,前几年也一直在默默无闻在打磨产品,在亏损了几年之后终于靠品质以及产品获得了市场认可,也狠狠的赚了一大笔钱,现在已经在筹备上市相关工作了。在今年亚马逊卖家封号事件之前,可能有百分之七八十的亚马逊卖家都是用的睿觅方案,可以算是一家做低功耗很成功的公司(当然长供电产品做的也非常好)。觅睿的产品好,但是对有一些客户来说并不代表是最合适的合作对象,也是因客户而异。一是觅睿自己有自己的品牌,可能会与自己的客户有一定竞争关系,二是他们以卖主板给客户为主,方案开放度很低,工厂毛利空间相对小些。优点就是产品相对稳定、上手快,只要会打螺丝基本就可以开始做了,甚至可以直接买成品倒手卖。

 深圳讯美,做低功耗底层方案(专注底层开发,给品牌ODM开发,主要是君正平台),代表客户国内品牌360的门铃,Anker,国内运商等,讯美做的客户都是质量非常高的客户,他们对客户也是有选择的,不是打螺丝的工厂或外贸商想去用讯美方案就可以去合作的,因为讯美并不提供P2P,云存储,手机APP的定制开发,需要与他合作的客户本身具体这样的能力,这个公司人不多,但是人均产值非常高,可以说是华南的一股清流了。

 另外一家做低功耗产品自主品牌的公司是Reolink(百川),也叫睿联,这也是一家在DVR时代就已经是主要玩家的公司,目前北美自主品牌中应该可以排进前十或前五,是唯一一家国内公司但无论产品和市场营销都有机会与北美品牌竞争的公司,但是他们还是以做自己品牌为主,主要业务并不在提供低功耗方案上。

  深圳庆视(海思,君正),代表型客户未知,但深圳有很多白牌工厂与其合作过低功耗门铃,据统计门铃出货量大时就有100K以上一个月,主要合作方式是提供方案或主板。

 深圳华意(Realtek8715平台),代表客户品牌360电池摇头机(AB2L),猿人创新,印度安防品牌CP Plus(门铃)等,这家公司上篇文章有介绍过,在DVR时代就已经是主要玩家,消失几年后终于在低功耗领域再次出现,使用的芯片平台也区别于上面几家(低功耗早期都是海思,海思被美国恶意打压后都统一转君正),目前用Realtek的Freertos的系统开发方案,基于上面成功案例的落地,说明这家公司的对Freertos系统已经撑握并可以成熟运用,这跟长时间的技术积累也有很大关系,具体合作方式以提供方案和ODM定制开发为主。

关于低功耗市场内容就先介绍这么多,写在最后的一些话:

我们常常说要抓住行业机遇和风口,个人认为低功耗产品在未来两三年一定会爆发,现在也是提早布局低功耗市场的最佳时机,一是这个产品免布线确实解决了消费者实际的问题,二是已经经过了三四年整个产业链的发展和磨合,产品趋于成熟,虽然还有不足(如成本过高,生产测试难度高等),但是整体市场已经向好发展。

另外最近的电荒也引起了我的一些思考,透过限电这个外在现象去看本质,是国家在推行节能减排,推动低碳环保,这是国家的大战略和大方向,而低功耗产品其实也是一个非常典型的低碳环保产品了。

说了这么多,希望各位同行看了文章能有所收获,公司投入无论成败,都对完善产品和产业链升级有莫大的帮助,安防历史会记入您浓重的一笔。

文章转载自  安防行业观察  

 

 

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