Miksi tekoälykamerat rikkovat perinteisille IP-kameroille suunnitellut aurinkoenergiabudjetit

Aurinkoenergialla varustettu valvontavaunu toimi materiaalivarastolla kolme kautta pimeänä. Kaksi paneelia katolla, 24 V:n LiFePO4-akku alla olevassa laatikossa ja neljä kiinteää kameraa mastossa.

Joku vaihtoi neljä kameraa uudempiin malleihin, joissa on sisäänrakennettu tekoälytunnistus. Sama valmistaja, sama PoE-kytkin, samat paneelit, sama akku.

Perävaunu kuoli neljäntenä päivänä.

Mikään ei ollut hajonnut. Akku oli kunnossa, paneelit olivat puhtaat ja lataussäädin toimi juuri niin kuin se oli tarkoitettukin. Kuorma oli muuttunut tavalla, jota alkuperäinen mitoituslaskelma ei pystynyt havaitsemaan.

Tämä ei ole asennusvirhe. Se on laskutehtävä, ja se esiintyy riittävän usein, jotta se kannattaa käydä läpi kunnolla.

Numerot, jotka lakkasivat toimimasta

Jos olet aiemmin määritellyt sähköverkon ulkopuolisia kamerajärjestelmiä, sinulla on muutama numero mukanasi.

Kiinteä 4 megapikselin kamera, joka käyttää H.265-koodausta, kuluttaa 5–7 wattia. Kytke infrapunavalaisimet päälle, niin teho nousee 9:ään tai 11:een. Lisää pieni PoE-kytkin ja matkapuhelinreititin, niin neljän kameran perävaunu kuluttaa päivällä lähes 35 wattia ja yöllä 50 wattia.

Nuo luvut pysyivät samana vuosikymmenen ajan, koska niiden taustalla oleva työ ei muuttunut. Perinteinen IP-kamera lukee anturin, syöttää kuvan kiinteätoimisen prosessorin läpi ja välittää koodatun virran verkkoon. Kaikki kolme tehtävää toimivat erillisellä piisirulla, joka on rakennettu tekemään yhtä asiaa edullisesti. Vetovoima on lähes tasainen.

Kamera, joka suorittaa tunnistusta sisäänrakennetulla järjestelmällä, suorittaa lisäksi neuroverkkopohjaista päättelytyökuormaa. Kolmella työkuorman ominaisuudella on merkitystä tehon kannalta:

Se toimii jatkuvasti. Kamera ei odota liiketunnistusta ja ajattele sitten. Se käsittelee kuvia jatkuvasti, koska se päättää, onko jokin ihminen, ajoneuvo vai muovikassi.

Se nostaa kuvataajuutta ja resoluutiota samalla. Havaitseminen heikkenee alhaisilla kuvataajuuksilla ja pienet kohteet tarvitsevat pikseleitä, joten kamera, joka aiemmin suoratoisti 10 kuvaa sekunnissa 4 megapikselin tarkkuudella, toimii nyt 20 tai 30 kuvaa sekunnissa 8 megapikselin tarkkuudella. Anturi, kooderi ja päättelymoottori skaalautuvat yhteen.

Sen piirto seuraa, mitä kuvassa tapahtuu. Hiljainen tontti kello 3 aamuyöllä ja tuulinen tontti täynnä liikkuvia oksia tuottavat eri tehoarvot samasta kamerasta samalla jalustalla.

Datalehdessä kaikki tämä näkyy yhtenä rivinä. Kamera siirtyi PoE-luokasta 3 luokkaan 4.

Huippu ei kerro sinulle mitään hyödyllistä tässä

Luokka 3 tuottaa jopa 12.95 W virtalähteellä varustetussa laitteessa. Luokka 4 tuottaa jopa 25.5 W. Joten taulukon luku kaksinkertaistui, ja on houkuttelevaa kaksinkertaistaa luku laskentataulukossa ja siirtyä eteenpäin.

Aurinkopaneelien mitoitus ei perustu huipputehoon, vaan wattitunteihin päivässä, ja huipputehon ja keskiarvon välinen ero on erilainen kahdessa kameratyypissä.

Kiinteän infrapunakameran huippu-keskiarvosuhde on noin 1.2. Se on lähes koko ajan lähellä keskiarvoaan.

Jatkuvaa päättelyä käyttävä kamera laskeutuu lähemmäksi arvoa 1.5 tai 2.0, koska päättelymoottori rajoittaa toimintaa kohtauksen aktiivisuuden mukaan.

Tämä tekee tyyppikilvestä väärän molempiin suuntiin. Luokan 4 mukainen koko ja antennijärjestelmä on liian suuri. Vanhan keskiarvon mukainen koko ja antennipankki on liian pieni. Kumpikaan luku ei vastaa ainoaan tärkeään kysymykseen, eli kuinka monta wattituntia kamera kuluttaa 24 tunnin aikana kuvassa, jossa se todellisuudessa tulee olemaan.

Kuorma liikkui pimeyteen

Verkkoon kytkemätön suunnittelu nojaa mukavaan oletukseen: päiväsaikaan tuotettu sähkö kattaa päiväsaikaan tarvittavan kuormituksen ylijäämällä, ja akun tarvitsee kantaa vain yöenergiaa.

Mieti nyt, milloin tunnistustyömäärä on vilkkain.

Turvallisuusalueet ovat hiljaisia ​​aukioloaikoina ja aktiivisia niiden jälkeen. Ajoneuvot saapuvat paikalle kello 2 yöllä. Tuuli, ajovalot ja eläimet laukaisevat luokittelijan keskiyön ja viiden aamulla. Infrapunavalaisimet toimivat täydellä teholla kaikkien alueiden läpi.

Joten suurin kulutusjakso sijoittuu ikkunan sisäpuolelle, jossa panosta ei ole lainkaan. Budjetin yöpuoli kasvaa nopeammin kuin päiväpuoli, mikä tarkoittaa suurempaa rasitusta sykliä kohden, jopa ennen kuin suurempaa päivittäistä kokonaismäärää otetaan huomioon. Rakenne voi syntyä päivityksestä, jonka yökuorma on 30 % päiväkuormaa suurempi, paikassa, jossa nämä kaksi olivat aiemmin lähes yhtä suuret.

Sää lisää kysyntää ja vähentää tarjontaa samaan aikaan

Tästä syystä trailerit selviävät heinäkuussa ja epäonnistuvat marraskuussa.

Sade, lumi, sumu ja pölyinen roska liikuttavat kuvakulmaa. Lunta putoavaa maata tarkkaileva luokittelija työskentelee huomattavasti kovemmin kuin tyhjää soratonttia tarkkaileva, joten päättelysykli laskee nousuja ja piirtää nousuja sen avulla.

Sama sää leikkaa satosi murto-osaan kirkkaan taivaan tuotoksesta.

Kysyntä ja tarjonta liikkuvat vastakkaisiin suuntiin samaan aikaan samasta syystä. Reservalaskelmat eivät ota tätä huomioon, koska niissä kuormitusta käsitellään vakiona ja tuotantoa muuttujana. Kun kuormitus korreloi pilvipeitteen kanssa, viiden päivän autonomiaa kuvaava aritmetiikka lakkaa pätemästä.

Syvempi sykli, lyhyempi pankkiaika

Pidä nykyinen akku ja järjestelmä toimii edelleen. Se vain lataa akun syvemmälle joka päivä.

LiFePO4 Syklien käyttöikä on läheisesti sidoksissa purkaussyvyyteen, ja 30 prosentista 60 prosenttiin nousun seuraukset eivät ole pienet. Viiden vuoden varastointikapasiteetti matalalla syklillä voi muuttua kahden tai kolmen vuoden varastointikapasiteettiksi syvemmällä syklillä. Vaunu pysyy käynnissä, asiakas pysyy tyytyväisenä ja korvauslasku saapuu vuosia ennen kuin kukaan ennustaa sitä.

Sama traileri, kaksi kamerasukupolvea

Sama paikka, sama 24 V:n arkkitehtuuri. Vain kamerat ja laskentateho muuttuvat. Alla olevat luvut ovat peräisin Coramin toimittamasta. Aurinkovalvontaperävaunu koontiversiot ja ne ovat pikemminkin viitearvo kuin spesifikaatio, koska jokainen sivusto hinnoittelee itsensä eri tavalla.

Vanha versio

Kaksitoista tuntia suuntaansa: 1 056 Wh päivässä

Tekoälykameran rakenne

Kaksitoista tuntia suuntaansa: 1 056 Wh päivässä

Se on 1.7-kertainen, ja se siirtää kaiken alavirtaan. Mitoitus neljän päivän autonomialle 80 %:n käyttökelpoisella purkaussyvyydellä:

Viimeinen rivi on se, joka kärsii. Talvikäyttöön tarkoitettujen paneelien määrä kasvaa kahdesta viiteen hinattavalla alustalla, jossa on nyt ratkaistava tuulikuorma, maston maavara ja aisan paino. Lisäksi akkukotelon on oltava lähes kaksinkertainen kapasiteettiin verrattuna.

Kameran vaihto oli kahden tunnin urakka. Seuraukset ulottuvat alustaan ​​asti.

Talvinumero on suunnittelunumero

Vuosittainen keskiarvo on tässä hyödytön. Järjestelmäsi määritellään sen huonoimman kuukauden mukaan.

Yhdysvaltojen pohjoisosassa tämä tarkoittaa marraskuun loppua tai tammikuuta, jolloin aurinkotuntien huippumäärä laskee 2 tai 2.5 tuntiin, pilvisyys on jatkuvaa ja lyhyiden päivien aikana infrapunavalaisimet ovat päällä 15 tuntia 12 tunnin sijaan.

Suorita laskelma kyseiselle kuukaudelle ja sitten uudelleen viikon verran pilvisyyttä päällä. Jos selviät molemmista, loppuvuosi hoitaa homman itsestään.

Kylmälatausloukku

Lämpötilan laskiessa tapahtuu kaksi asiaa, ja ne toimivat toisiaan vastaan.

Käyttökapasiteetti laskee. LiFePO4-akku 0 °C:ssa antaa huomattavasti nimelliskapasiteettiaan pienemmän kapasiteetin, joten neljästä päivästä tulee hiljalleen kolme päivää.

Vielä tärkeämpää on, että tavallisia LiFePO4-kennoja ei tule ladata pakkasen puolella, ja oikein rakennettua BMS estää latausvirran suojatakseen niitä. Tämä tarkoittaa, että kylmänä ja kirkkaana aamuna sinulla voi olla täysi valikoima, kirkas aurinko, toimiva ohjain ja latausta ei tapahdu ollenkaan. Tämä kiinnittää ihmisten huomion, koska jokainen merkkivalo näyttää oikealta.

Kaksi vaihtoehtoa. Lisää lämmitin, joka kuluttaa jo valmiiksi venyvästä budjetista wattitunteja, yleensä 10–15 % päivittäisestä kokonaiskulutuksesta. Tai määritä matalan lämpötilan lataukseen mitoitetut kennot, mikä maksaa enemmän aluksi ja säästää lämmittimen kuormitusta ja ylimääräistä vikaantumispistettä. Rakenteessa, joka jo kantaa paljon raskaampaa kuormitusta kuin edeltäjänsä, toinen vaihtoehto on usein halvempi koko käyttöönoton ajan.

Kolmas vaihtoehto, josta kukaan ei maksa mitään

Havaitsemisen voi lisätä koskematta kameran kuormaan lainkaan: jätä pienitehoiset kamerat mastoon ja suorita päättely yhdellä laitteella alajuoksulla.

Kyseessä on kiinteä 24 tunnin kuorma neljälle kameralle jaetun vaihtelevan kuorman sijaan. Se, onnistuuko tämä, riippuu täysin siitä, mitä laite kuluttaa.

Kannattavuusraja on lähellä 31 W:a. Laite, joka kuluttaa enemmän neljällä kanavalla, antaa koko edun takaisin, joten tämä on laskelma, jota kannattaa suorittaa, eikä oletus, jota kannattaa noudattaa. Neljän kameran kokoonpanossa laitteen vaihtoehto yleensä on parempi. Hyödyntymismarginaali kapenee kanavien määrän kasvaessa.

Neljä asiaa, joita kannattaa vastustaa:

Dekoodaa kustannusasteikot kanavien ja resoluution mukaan. Laitteen on dekoodattava jokainen suoratoisto ennen kuin se voi tarkastella sitä, joten etu kutistuu sivuston kasvaessa. Kahdeksan tai kahdentoista kameran kohdalla se voi kadota.

Se on yksi ainoa vikaantumiskohta. Jos menetät kameran, menetät yhden näkymän. Jos menetät laitteen, menetät havaittavuuden kaikkialla.

Vanhempaa kameraa ei ole rakennettu kuvaamaan mallia. Alhaisempi kuvataajuus, heikompi hämäräsensori, enemmän pakkauksessa esiintyviä artefakteja. Viisi vuotta vanhan kameran tunnistuslaatu voi olla huonompi kuin tarkoitukseen rakennetun kameran, eikä mikään määrä laskentatehoa korjaa kohinaista 10 fps:n striimiä.

Laite tarvitsee lämpöylimäärän suljetussa kotelossa. Joskus se tarkoittaa tuuletinta, joka on tehokkaampi ja jolla on toinen liikkuva osa.

Älä oleta, että laskennan liikkuminen siirtää tehoa

Seuraava järkevä kysymys: miksi et lähettäisi kaikkea pilveen ja käsittelisi sitä siellä?

Joskus oikein, usein ei, ja syynä on modeemi.

Käytössä oleva matkapuhelinmodeemi kuluttaa hyvin vähän virtaa. Jatkuvaa ylälinkkiä ylläpitävä modeemi kuluttaa paljon enemmän virtaa, ja kulutus on suuruudeltaan sen mukaan, kuinka paljon yhteyden ylläpitäminen vaatii työtä. Etäasemalla, jossa on kaksi palkkia, pelkkä lähetysteho voi kilpailla päättelymoottorin kuluttaman tehon kanssa.

Reunaprosessointi on olemassa osittain siksi, että voit lähettää metadataa ja lyhyitä klippejä jatkuvan suoratoiston sijaan. Tämä säästää kaistanleveyttä ja akun käytöllä se yleensä myös säästää virtaa.

Lisäyksen arvoinen on, että oikeaan torniin suunnattu suuntaantenni on tehon optimointi, ei vain yhteyden optimointi. Parempi signaali tarkoittaa pienempää lähetystehoa, mikä tarkoittaa vähemmän wattitunteja.

Mitä muuttaa

Mittaa, älä tarkenna. Aseta kamera pöytävirtalähteelle, suuntaa se realistista toimintaa osoittavaan kohteeseen ja kirjaa wattitunnit koko 24 tunnin ajalta. Tämä yksi vaihe havaitsee useimmat kokovirheet.

Luo kaksi kuormitusprofiilia. Hiljainen ja vilkas paikka. Vilkkaan paikan koko. Hiljainen paikka kertoo todellisen liikkumavarasi.

Mallinna päivä ja yö erillisinä lohkoina. Älä keskiarvoista niitä, vaan käytä huonoimman kuukauden tuntijakoa.

Suunnittele purkaussyvyys suhteessa käyttöiän tavoitteeseen, Ei vain omaa kapasiteettiasi. Viiden vuoden pankki tarkoittaa matalia syklejä ja suurempaa kapasiteettia.

Säädä tunnistusalueita tehon mukaan, äläkä vain häirintähälytyksiä varten. Vilkkaan tien peittäminen kehyksen reunalla lyhentää päättelyn käyttösuhdetta. Useimmat ihmiset tekevät tämän vähentääkseen vääriä hälytyksiä eivätkä huomaa virransäästöä. Se on halvin saatavilla oleva voitto ja ensimmäinen asia, joka tarkistetaan tiheästi toimivalla sivustolla.

Käytä MPPT:tä. PWM-modulaation tuottama ero kasvaa kuormituksen kasvaessa, ja sillä on eniten merkitystä kylmissä ja hämärässä olosuhteissa, jotka määrittelevät huonoimman kuukauden.

Budjetoi radio ja lämmityslaite erikseen. Molemmat jäävät jatkuvasti pois laskentataulukoista, ja yhdessä ne voivat muodostaa viidenneksen päivittäisestä kulutuksesta.

Kaksi asiaa ei kannata tehdä. Älä käytä vanhaa akkupankkia uudelleen, koska perävaunu toimii edelleen, koska se latautuu kaksi kertaa syvemmälle ja hajoaa ennenaikaisesti. Äläkä lisää paneeleita kapasiteetin sijaan: suurempi akkupankki auttaa aurinkoisena päivänä, mutta ei tee mitään viiden päivän pilvisellä jaksolla, koska akun varaustaso on ongelma.

Lunttilappu

Lopputulos

Siirtyminen kiinteistä kameroista kameroihin, joissa on sisäänrakennettu tunnistus, näyttää vaihdokselta. Tehonkulutuksen kannalta se on erilainen kuormitusluokka: keskimäärin korkeampi, vaihtelee kohtauksen aktiivisuuden mukaan, painottuu aurinkottomiin tunteihin ja korreloi sään kanssa, joka vähentää sähköntuotantoasi.

Sopiva lähtökohta on 1.5–2 kertaa päivittäiset wattitunnit. Mittaa sitten, koska kamerasi kerroin kohtauksessasi on ainoa numero, joka ratkaisee.