لقد فقدت دليلاً حاسماً مرة واحدة لأن كاميرتي بدأت التسجيل فقط بعد انطلاق الإنذار. كان المتسلل بالفعل في منتصف الطريق عبر الفناء. لقد غيرت تلك اللحظة طريقة تفكيري في التسجيل المسبق.
نعم، تدعم كاميرات الذكاء الاصطناعي لدينا التسجيل المسبق بالكامل. تستخدم هذه الميزة مخزنًا مؤقتًا حلقيًا في ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) لحفظ 5 إلى 10 ثوانٍ من الفيديو قبل أن يتم تشغيل إنذار الذكاء الاصطناعي. عندما تكتشف الكاميرا شخصًا أو مركبة أو حدث عبور خط، فإنها تقفل هذا الفيديو المخزن مؤقتًا وتضمه إلى مقطع ما بعد الإنذار. تحصل على ملف واحد كامل يوضح ما حدث قبل الإنذار وبعده.
ميزة التسجيل المسبق لكاميرا الذكاء الاصطناعي تلتقط لقطات قبل تشغيل الإنذار
أدناه، سأقوم بتفصيل الأسئلة التقنية الأكثر شيوعًا التي أتلقاها من المدمجين والمهندسين حول كيفية عمل التسجيل المسبق فعليًا من الداخل. إذا كنت تقوم بنشر كاميرات في بيئات خارج الشبكة أو بيئات 4G، فستجد أقسام الطاقة وعرض النطاق الترددي مفيدة بشكل خاص.
جدول المحتويات
كيف تدير ذاكرة الوصول العشوائي الداخلية المخزن المؤقت للتسجيل المسبق المستمر بدقة 4K دون ارتفاع درجة الحرارة؟
أسمع هذا السؤال كثيرًا من المهندسين الذين يشغلون كاميرات 4K في حاويات خارجية ساخنة. إنهم قلقون من أن التخزين المؤقت المستمر سيدفع المعالج (SoC) إلى ما وراء حده الحراري.
المخزن المؤقت لذاكرة الوصول العشوائي للتسجيل المسبق صغير، وعادة ما يكون بين 64 ميجابايت و 256 ميجابايت، اعتمادًا على المدة ومعدل البت المحدد. يكتب المعالج (SoC) حلقة قصيرة من فيديو H.265 المضغوط إلى هذا المخزن المؤقت. نظرًا لأن حجم البيانات صغير جدًا مقارنة بالتسجيل المستمر على بطاقة SD، فإن الحرارة الإضافية المتولدة تكون ضئيلة وفي حدود التصميم الحراري لشريحة المعالج.
إدارة حرارة المخزن المؤقت لذاكرة الوصول العشوائي لكاميرا 4K للتسجيل المسبق
لماذا يبقى المخزن المؤقت صغيرًا
سوء فهم شائع هو أن التسجيل المسبق يعني أن الكاميرا تسجل كل شيء سرًا على وحدة التخزين طوال الوقت. هذا ليس ما يحدث. تكتب الكاميرا حلقة فيديو قصيرة في الذاكرة المتطايرة، وليس على بطاقة SD أو NAS. بمجرد امتلاء المخزن المؤقت، يتم استبدال الإطارات الأقدم بأحدثها. تتكرر هذه الدورة كل بضع ثوانٍ.
دعني أضع بعض الأرقام على هذا. مقطع تسجيل مسبق مدته 10 ثوانٍ بدقة 4 ميجابكسل باستخدام ترميز H.265 بمعدل من معدل البت3 يبلغ 4 ميجابت في الثانية يشغل حوالي 5 ميجابايت من ذاكرة الوصول العشوائي. حتى بدقة 4K (8 ميجابكسل) مع معدل بت أعلى يبلغ 8 ميجابت في الثانية، يحتاج المخزن المؤقت لمدة 10 ثوانٍ فقط إلى حوالي 10 ميجابايت. تحتوي معالجات المراقبة الحديثة على مئات الميجابايت من ذاكرة DDR المتاحة. لذا فإن المخزن المؤقت هو جزء صغير جدًا من السعة الإجمالية.
التأثير الحراري في عمليات النشر الفعلية
القلق بشأن الحرارة صحيح بالنسبة للكاميرات المثبتة في حاويات معدنية محكمة الإغلاق تحت أشعة الشمس المباشرة. لكن المخزن المؤقت للتسجيل المسبق لا يغير الصورة الحرارية كثيرًا. إليك السبب. المعالج SoC2 يقوم بالفعل بتشغيل محرك اكتشاف الذكاء الاصطناعي1, ، مشفر الفيديو، وحزمة الشبكة. تستهلك هذه المهام طاقة أكبر بكثير من كتابة حلقة صغيرة إلى ذاكرة الوصول العشوائي. تضيف عملية كتابة المخزن المؤقت أقل من 0.1 واط من استهلاك الطاقة الإضافي في معظم مجموعات الشرائح التي اختبرتها.
| العامل | بدون تسجيل مسبق | مع تسجيل مسبق (10 ثوانٍ) |
|---|---|---|
| استخدام ذاكرة الوصول العشوائي | ~180 ميجابايت (نظام التشغيل + الذكاء الاصطناعي + الترميز) | ~190 ميجابايت (+10 ميجابايت مخزن مؤقت) |
| استهلاك طاقة وحدة المعالجة المركزية (SoC) | ~3.2 واط | ~3.3 واط |
| درجة حرارة السطح (درجة حرارة محيطة 40 درجة مئوية) | ~62 درجة مئوية | ~63 درجة مئوية |
ما الذي يسبب ارتفاع درجة الحرارة فعليًا
إذا ارتفعت درجة حرارة الكاميرا لديك، فإن السبب نادرًا ما يكون المخزن المؤقت للتسجيل المسبق. الجناة الحقيقيون هم ضعف تهوية الغلاف، والتعرض المباشر للشمس بدون واقي شمسي، أو تشغيل دفقين بأقصى معدل بت بينما يقوم محرك الذكاء الاصطناعي بمعالجة كل إطار. أنا دائمًا أخبر عملائي بالتحقق من تصميم الغلاف وزاوية التركيب أولاً قبل إلقاء اللوم على ميزة برمجية.
شيء آخر. إذا كنت تستخدم H.2647 بدلاً من H.265، يتضاعف حجم المخزن المؤقت لنفس جودة الفيديو. هذا يعني المزيد من عرض النطاق الترددي للذاكرة والمزيد من الحرارة قليلاً. لذا فإن التبديل إلى H.265 هو طريقة بسيطة للحفاظ على صغر حجم المخزن المؤقت والحمل الحراري.
هل يمكنني تعديل مدة التسجيل المسبق للتأكد من التقاط بداية مركبة سريعة الحركة؟
هذا سؤال عملي أتلقاه من العملاء الذين يراقبون الطرق السريعة ومداخل مواقع البناء أو طرق المزارع. السيارة التي تتحرك بسرعة 60 كم/ساعة تغطي حوالي 17 مترًا في الثانية. إذا كان التسجيل المسبق قصيرًا جدًا، فإن السيارة تكون بالفعل في منتصف الإطار عند بدء المقطع.
يمكنك ضبط مدة التسجيل المسبق من ثانية واحدة إلى 10 ثوانٍ في إعدادات الكاميرا. بالنسبة للمركبات سريعة الحركة، أوصي بتعيينها إلى 5 ثوانٍ على الأقل. هذا يمنحك وقتًا كافيًا لرؤية السيارة تقترب من خارج منطقة الكشف، وهو أمر بالغ الأهمية لالتقاط لوحات الترخيص واتجاه السفر.
إعدادات مدة التسجيل المسبق القابلة للتعديل للكشف عن المركبات
كيف يؤثر تأخير الكشف بالذكاء الاصطناعي على اختيارك
مدة التسجيل المسبق لا تتعلق فقط بعدد الثواني التي تريدها من الفيديو. بل تحتاج أيضًا إلى تغطية تأخير اكتشاف الذكاء الاصطناعي. عندما تدخل مركبة الإطار، لا يتم تشغيل محرك الذكاء الاصطناعي على الفور. يحتاج إلى بضع إطارات لتأكيد أن الكائن مركبة وليس ظلًا أو غصن شجرة. تستغرق خطوة التأكيد هذه عادةً من 300 مللي ثانية إلى 800 مللي ثانية اعتمادًا على نظام التشغيل على الشريحة (SoC) ونموذج الذكاء الاصطناعي.
لذلك إذا قمت بتعيين التسجيل المسبق على 3 ثوانٍ، فستحصل فعليًا على حوالي 2.2 إلى 2.7 ثانية من اللقطات المفيدة قبل أن تصل المركبة إلى المكان الذي أكد فيه الذكاء الاصطناعي ذلك. بالنسبة لسيارة تتحرك بسرعة على الطريق السريع، قد لا يكون ذلك كافيًا.
مطابقة المدة لنوع المشهد
تتطلب المشاهد المختلفة إعدادات مختلفة. إليك دليل بسيط أشاركه مع عملائي المتكاملين.
| نوع المشهد | سرعة المركبة | التسجيل المسبق الموصى به | لماذا |
|---|---|---|---|
| مدخل موقف السيارات | 5-15 كم/ساعة | 3 ثوانٍ | سرعة بطيئة، مسافة اقتراب قصيرة |
| بوابة موقع البناء | 10-30 كم/ساعة | 5 ثوانٍ | سرعة متوسطة، الحاجة لالتقاط لوحة الأرقام |
| طريق سريع أو طريق ريفي | 60-120 كم/ساعة | 8-10 ثوانٍ | سرعة عالية، تعبر المركبة الإطار بسرعة |
| محيط المزرعة | 20-50 كم/ساعة | 5-7 ثوانٍ | سرعة متغيرة، منطقة مفتوحة واسعة |
المقايضة مع المخازن المؤقتة الأطول
ضبط التسجيل المسبق على 10 ثوانٍ يبدو الخيار الآمن. ولكن هناك مفاضلة. المخزن المؤقت الأطول يعني ملفًا أكبر لكل حدث إنذار. إذا كانت كاميرتك تقوم بتحميل مقاطع عبر 4G، فإن كل ثانية إضافية تضيف ما يقرب من 0.5 ميجابايت إلى 1 ميجابايت من البيانات اعتمادًا على الدقة والترميز. على مدار شهر مع عشرات الإنذارات يوميًا، يتراكم ذلك.
كان لدي عميل في تكساس قام بضبط كاميرات PTZ الشمسية الخاصة به على تسجيل مسبق لمدة 10 ثوانٍ مع ترميز H.264. قفز استخدامه الشهري لبيانات 4G بأكثر من 2 جيجابايت فقط من مقاطع التسجيل المسبق الأطول. قمنا بالتبديل به إلى H.265 وخفضنا التسجيل المسبق إلى 6 ثوانٍ. عاد استخدامه للبيانات إلى طبيعته، ولا يزال يلتقط كل اقتراب للمركبة بوضوح.
توصيتي
بالنسبة لمعظم عمليات النشر بين الشركات (B2B)، فإن 5 ثوانٍ مع ترميز H.265 هي النقطة المثالية. إنها تغطي تأخير اكتشاف الذكاء الاصطناعي، وتمنحك رؤية واضحة للاقتراب، وتحافظ على أحجام الملفات قابلة للإدارة. إذا كنت تراقب طريقًا عالي السرعة، فقم بزيادته إلى 8 ثوانٍ وتأكد من أن خطة بيانات 4G الخاصة بك يمكنها التعامل مع الحمل الإضافي.
هل يزيد التسجيل المسبق بشكل كبير من استهلاك الطاقة لكاميرا PTZ التي تعمل بالطاقة الشمسية؟
هذا هو السؤال الذي يظهر باستمرار في كل محادثة أجريها مع مديري المشاريع خارج الشبكة. لديهم ميزانية محدودة للألواح الشمسية والبطاريات. كل واط إضافي مهم.
التسجيل المسبق بحد ذاته يضيف القليل جدًا من استهلاك الطاقة، عادةً أقل من 0.2 واط، لأنه يكتب فقط حلقة فيديو صغيرة إلى ذاكرة الوصول العشوائي (RAM). السؤال الحقيقي للطاقة هو ما إذا كانت الكاميرا تعمل في وضع التشغيل الدائم أو وضع السكون العميق. في وضع التشغيل الدائم، يكلف التسجيل المسبق لا شيء تقريبًا إضافيًا. في وضع السكون العميق، لا يمكن تحقيق التسجيل المسبق الحقيقي لأن شريحة النظام (SoC) تحتاج إلى 1 إلى 3 ثوانٍ للاستيقاظ.
استهلاك طاقة كاميرا PTZ التي تعمل بالطاقة الشمسية مع تمكين التسجيل المسبق
وضع التشغيل الدائم مقابل وضع السكون العميق
هذا هو المكان الذي يحدث فيه معظم الارتباك. دعني أشرح الوضعين بوضوح.
في وضع التشغيل الدائم، تعمل شريحة النظام (SoC) الخاصة بالكاميرا ومحرك الذكاء الاصطناعي ومُرمّز الفيديو طوال الوقت. الكاميرا تراقب دائمًا، وتحلل دائمًا. يعمل التسجيل المسبق بشكل مثالي هنا لأن المخزن المؤقت يتم ملؤه دائمًا. الطاقة الإضافية لكتابة المخزن المؤقت لا تذكر مقارنة بـ 3-5 واط التي يسحبها النظام بالفعل.
في وضع السكون العميق5, ، تغلق الكاميرا كل شيء تقريبًا لتوفير الطاقة. ينخفض السحب إلى 0.05 واط. مستشعر PIR4 أو مشغل حركة بسيط يوقظ النظام. ولكن إيقاظ شريحة النظام (SoC)، وتهيئة نموذج الذكاء الاصطناعي، وبدء وحدة 4G8 يستغرق 1 إلى 3 ثوانٍ. خلال نافذة الاستيقاظ هذه، لا يتم التقاط أي فيديو. لذلك لا يمكنك الحصول على مخزن مؤقت تسجيل مسبق حقيقي.
النهج الهجين
تستخدم بعض طرازاتنا الأحدث نهجًا هجينًا. تحتفظ الكاميرا بمعالج ثانوي منخفض الطاقة قيد التشغيل يقوم بالتقاط بث منخفض الدقة في مخزن مؤقت صغير. عندما تستيقظ شريحة النظام الرئيسية (SoC)، فإنها تلتقط هذا المخزن المؤقت منخفض الدقة وتدمجه مع لقطات ما بعد الإنذار عالية الدقة. النتيجة ليست واضحة مثل التسجيل المسبق بدقة كاملة، لكنها تمنحك شيئًا بدلاً من لا شيء.
تخطيط ميزانية الطاقة
بالنسبة لنظام PTZ بالطاقة الشمسية، أقوم دائمًا بإرشاد عملائي خلال ميزانية طاقة بسيطة. إليك مثال نموذجي لكاميرا PTZ تعمل بالطاقة الشمسية بدقة 4 ميجابكسل وتستخدم 4G.
| المكوّن | طاقة التشغيل الدائم | طاقة السكون العميق |
|---|---|---|
| شريحة النظام + محرك الذكاء الاصطناعي | 2.5 واط | 0 واط (إيقاف) |
| مشفر الفيديو | 0.8 واط | 0 واط (إيقاف) |
| ذاكرة الوصول العشوائي المؤقتة (التسجيل المسبق) | 0.15 واط | 0 واط (إيقاف) |
| وحدة 4G (في وضع الاستعداد) | 0.6 واط | 0.05 واط |
| محرك PTZ (خامل) | 0.1 واط | 0 واط (إيقاف) |
| الإجمالي | ~4.15 واط | ~0.05 واط |
إذا كنت تريد تسجيلًا مسبقًا موثوقًا به، فأنت بحاجة إلى الكاميرا في وضع التشغيل الدائم. هذا يعني أن الألواح الشمسية والبطارية يجب أن تدعم سحبًا مستمرًا يبلغ حوالي 4 واط. بالنسبة لموقع به 5 ساعات شمس ذروة يوميًا، فأنت بحاجة إلى لوحة بقدرة 40 واط على الأقل وبطارية بسعة 30 أمبير في الساعة للحفاظ على تشغيل النظام طوال الليل وأيام الغيوم.
نصيحتي للعملاء خارج الشبكة
إذا كان التسجيل المسبق ضروريًا لمشروعك، فقم بتحديد حجم نظامك الشمسي لوضع التشغيل الدائم. لا تحاول توفير المال بشراء لوحة أصغر ثم تتساءل لماذا تفوتك الثواني الأولى من كل حدث. الفرق في التكلفة بين لوحة شمسية بقدرة 20 واط و 40 واط صغير مقارنة بتكلفة فقدان الأدلة الهامة.
إذا كانت ميزانيتك محدودة حقًا ويجب عليك استخدام وضع السكون العميق، فاقبل أنك لن تحصل على تسجيل مسبق حقيقي. ركز بدلاً من ذلك على ضبط مدة تسجيل ما بعد الحدث لفترة أطول، مثل 30 إلى 60 ثانية، حتى تلتقط كل شيء بعد التنبيه حتى لو فاتتك اللحظة الأولى.
هل يتم تخزين الفيديو المسجل مسبقًا في ذاكرة تخزين مؤقت مؤقتة منفصلة لتقليل تآكل بطاقة SD؟
أتلقى هذا السؤال من مهندسين رأوا بطاقات SD تفشل بعد بضعة أشهر من التسجيل المستمر. يريدون معرفة ما إذا كان التسجيل المسبق يجعل المشكلة أسوأ.
نعم، يتم تخزين اللقطات المسجلة مسبقًا في ذاكرة وصول عشوائي مؤقتة متطايرة، وليس على بطاقة SD. تنتقل البيانات فقط إلى بطاقة SD عند تشغيل تنبيه. هذا يعني أن بطاقة SD لا تعاني من دورات كتابة مستمرة بسبب التسجيل المسبق. تتلقى البطاقة فقط مقاطع تنبيه كاملة، مما يقلل بشكل كبير من التآكل مقارنة بالتسجيل المستمر على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع.
ذاكرة التخزين المؤقت لـ RAM للتسجيل المسبق تقلل من تآكل الكتابة على بطاقة SD
كيف يعمل تآكل بطاقة SD فعليًا
استخدام بطاقات SD ذاكرة فلاش NAND6. يمكن لكل خلية ذاكرة التعامل مع عدد محدود فقط من دورات الكتابة والمسح قبل أن تتدهور. تُصنف البطاقات الاستهلاكية لحوالي 500 إلى 1500 دورة كتابة لكل خلية. تتعامل البطاقات الصناعية أو بطاقات التحمل مع 3000 إلى 10000 دورة.
عندما تسجل كاميرا فيديو على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع على بطاقة SD، فإنها تكتب البيانات باستمرار. يولد بث H.265 بدقة 4 ميجابكسل بسرعة 4 ميجابت في الثانية حوالي 1.7 جيجابايت في الساعة. على بطاقة بسعة 128 جيجابايت، تملأ الكاميرا البطاقة في حوالي 3 أيام، ثم تبدأ في الكتابة فوق البيانات من البداية. على مدار عام، يتم كتابة ومسح كل خلية على تلك البطاقة أكثر من 100 مرة. لهذا السبب تموت بطاقات SD الرخيصة بسرعة في كاميرات المراقبة.
تأثير التسجيل المسبق على عمر البطاقة
يغير التسجيل المسبق نمط الكتابة تمامًا. بدلاً من الكتابة كل ثانية من كل يوم، تتلقى البطاقة البيانات فقط عند حدوث إنذار. إذا أطلقت الكاميرا 20 إنذارًا في اليوم، مع تسجيل مسبق لمدة 5 ثوانٍ وتسجيل لاحق لمدة 30 ثانية لكل منها، فهذا يعني 35 ثانية من الفيديو لكل إنذار. بسرعة 4 ميجابت في الثانية، يبلغ حجم كل مقطع حوالي 17.5 ميجابايت. عشرون مقطعًا في اليوم يساوي 350 ميجابايت.
قارن ذلك بالتسجيل على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع، والذي يكتب حوالي 42 جيجابايت في اليوم. نهج الإنذار فقط يكتب أقل من 1% من البيانات. ستدوم بطاقة SD الخاصة بك مرات عديدة أطول.
عملية نقل البيانات من ذاكرة الوصول العشوائي إلى بطاقة SD
عندما يتم إطلاق إنذار، تقوم الكاميرا بثلاثة أشياء بالتتابع. أولاً، تقوم بقفل مخزن ذاكرة الوصول العشوائي الحالي حتى تتوقف الحلقة عن الكتابة فوق البيانات. ثانيًا، تبدأ في تسجيل فيديو ما بعد الإنذار مباشرة على بطاقة SD. ثالثًا، تقوم بنسخ المخزن المؤقت المقفل من ذاكرة الوصول العشوائي إلى بطاقة SD وتضعه في مقدمة ملف ما بعد الإنذار. تستغرق العملية برمتها جزءًا من الثانية وتنتج ملف فيديو واحدًا سلسًا.
أفضل الممارسات لطول عمر بطاقة SD
حتى مع التسجيل بالإنذار فقط، أوصي بهذه الخطوات لعملائي.
استخدم بطاقات SD من الدرجة الصناعية أو المصنفة للتحمل. تم تصميم علامات تجارية مثل Samsung PRO Endurance أو SanDisk High Endurance لأعباء عمل المراقبة. قم بتهيئة البطاقة في الكاميرا، وليس على جهاز كمبيوتر، لضمان نظام الملفات الصحيح وحجم الكتلة. قم بتمكين ميزة الكتابة فوق البيانات التلقائية للكاميرا حتى لا تمتلئ البطاقة وتتوقف عن التسجيل. تحقق من صحة البطاقة من خلال واجهة الويب الخاصة بالكاميرا إذا كان طرازك يدعم مراقبة S.M.A.R.T.
نقطة أخيرة. إذا كان لديك إنذارات كاذبة متكررة في موقعك، مثل الأشجار المتمايلة أو الحيوانات التي تمر، فإن عدد أحداث الكتابة يزداد. سيؤدي ضبط حساسية اكتشاف الذكاء الاصطناعي الخاص بك وتعيين مناطق اكتشاف مناسبة إلى تقليل الإنذارات الكاذبة، مما يقلل بدوره من تآكل بطاقة SD. إنها سلسلة من ردود الفعل. ضبط أفضل للذكاء الاصطناعي يعني كتابات أقل، مما يعني عمرًا أطول للبطاقة.
الخاتمة
تدعم كاميرات الذكاء الاصطناعي الخاصة بنا التسجيل المسبق القابل للتعديل من 1 إلى 10 ثوانٍ باستخدام مخزن ذاكرة الوصول العشوائي. تضيف هذه الميزة حدًا أدنى من استهلاك الطاقة، وتحمي بطاقة SD الخاصة بك من الكتابات المستمرة، وتمنحك الصورة الكاملة لكل حدث إنذار من البداية إلى النهاية.
1. استكشف كيف تحدد محركات اكتشاف الذكاء الاصطناعي الأشخاص والمركبات والأحداث في لقطات المراقبة. ︎↩︎ 2. تعرف على بنية النظام على شريحة (System-on-a-Chip) المستخدمة في كاميرات الذكاء الاصطناعي الحديثة. ︎↩︎ 3. افهم كيف يؤثر معدل بت الفيديو على حجم المخزن المؤقت واستهلاك البيانات الإجمالي. ︎↩︎ 4. تعرف على مستشعرات الأشعة تحت الحمراء السلبية (Passive Infrared) المستخدمة كمشغلات للحركة في أوضاع الكاميرا منخفضة الطاقة. ︎↩︎ 5. افهم حالات توفير الطاقة في وضع السكون العميق في أجهزة إنترنت الأشياء وتأثيرها على التسجيل المسبق. ︎↩︎ 6. افهم تقنية التخزين الأساسية التي تحدد العمر الافتراضي لبطاقة SD. ︎↩︎ 7. قارن بين ترميزات H.264 (AVC) و H.265 فيما يتعلق بحجم المخزن المؤقت والتأثير الحراري. ︎↩︎ 8. تعرف على وحدات الجيل الرابع الخلوية المستخدمة في كاميرات المراقبة خارج الشبكة واستهلاكها للطاقة. ︎↩︎