为什么无线摄像头应该在WI-FI HALOW上运行

无线视频监控系统的发展增加了对商用摄像头和民用摄像头的需求。 Wi-Fi摄像头简化了无线视频监控系统的部署和安装。然而,传统的Wi-Fi技术在不增加网络成本和复杂性的情况下,无法充分满足以下需要:到达更远的距离、更好地穿透障碍物、使用电池运行更长时间。在简单安全的基础设施中,需要一种新型的Wi-Fi来满足所有这些需求。答案就是采用IEEE 802.11ah标准的技术,Wi-Fi 联盟称之为Wi-Fi HaLow。

范围 + 穿透性 =可靠性

“如果只有我的无线摄像头可以到达更远的距离...”


消费者希望他们的无线摄像头能够开箱即用。设备制造商知道没有任何家庭或办公场景是完全相同的。从摄像头的理想位置到Wi-Fi路由器的距离可能决定是否有足够的带宽来支持清晰的图像。数据传输通常需要平均1到5 Mbps的吞吐量,这取决于视频的分辨率和数据压缩算法。如果使用AI技术对图像进行预处理,并且只发送有效的视频片段,那么某些摄像头需要的带宽会少得多。

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每栋建筑物的布局都不同,墙壁和物体会反射或吸收信号。通常无法保证家中的Wi-Fi覆盖范围可跃过砖墙、石墙或灰泥墙,到达需要安装摄像头的地方。为了弥补这些缺点,许多制造商必须采用电源供电或使用更大的电池,以及额外的专有中继器或集线器来传输信号。这无疑增加了成本和复杂性。对于一些远程应用程序,传统的2.4GHz Wi-Fi根本无法覆盖。


对于大多数这些限制条件,IEEE 802.11ah技术是传统Wi-Fi和移动通信技术的最佳替代。 IEEE 802.11ah 的Wi-Fi HaLow具有运行在sub-GHz射频范围(902MHz-926MHz)的优势,远低于传统Wi-Fi(2.4GHz)。HaLow还使用比传统Wi-Fi更窄的信道。HaLow较低频率和较窄信道的组合,在相同传输功率水平下,具有比Wi-Fi高10倍的综合优势。在传统Wi-Fi摄像头失去连接的情况下,HaLow摄像头仍然可以继续传输视频。


HaLow在sub-GHz频段运行的另一个本质好处是,无线电波穿透物体和建筑材料的能力比2.4GHz Wi-Fi更强。这提高了摄像头与接入点(AP)连接的可靠性,有利于各种家庭或企业架构。同时也减少了在室外应用中受到降水的影响。而传统Wi-Fi使用的2.4GHz能量很容易被物体和液体吸收(这就是微波炉也使用2.4GHz来加热食物的原因)。基于HaLow的新型摄像头,通过利用低频率无线电的优势达到更远的距离,且具有更好的渗透力,可以部署到更远的地方及更好地穿透障碍物。

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功效+安全性=耐用性

“如果只有我的无线摄像头电池持续的时间更长...”

如上所述,在相同的传输功率下,Wi-Fi HaLow的连接距离比传统Wi-Fi远10倍。Wi-Fi HaLow也是首款包含新睡眠功能的802.11技术,可降低能耗。这些组合功能的优点是,根据摄像头的使用情况,采用HaLow技术的无线摄像头的电池寿命比使用传统Wi-Fi的长10至200倍。 Wi-Fi HaLow保持了与传统Wi-Fi相同的优点,即当设备靠近AP时,它可以自动地以更快、更节能的数据速率运行。

在无线电系统中,数据传输消耗大部分能量。无线电系统在监听模式或睡眠模式下保持的时间越长,节省的能量就越多。传统的Wi-Fi摄像头通常必须每秒唤醒传输大约3次,以保持其与AP的连接。如果没有保持连接,摄像头将与AP断开。这样设备再次唤醒时,通常需要经历较长的重新关联过程,这会消耗更多能量。  

相比之下,HaLow摄像头可以长时间睡眠而不脱离AP。该机制已被纳入标准。不需要单独的专有方案来实现。802.11ah的 Wi-Fi HaLow标准包括睡眠数小时、数天、甚至数周数,直到被传感器唤醒,从而进一步延长电池寿命。

除了该标准所提供的省电功能外,Morse Micro独特的低功耗CMOS电路设计技术,进一步延长了电池寿命。我们有多年的经验了解如何减少IC中有源元件的功耗。我们的架构具有独特能力,可以通过无线更新来重新编程固件;允许在将来,将功率优化的固件升级部署到客户的应用程序中。

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Wi-Fi HaLow采用业界最新的安全技术:WPA3。该技术规定了设备与AP关联的方式,并对所有流量进行加密,以保护用户的视频隐私。Wi-Fi HaLow有足够的带宽来提供额外的加密功能。Morse Micro 的IC包括不可克隆的身份功能,可以确保摄像头的安全启动,并创建基于云中可信平台的安全链接。这样可以保护终端用户设备免受黑客攻击,并为将来无线固件更新提供了一种方法,提高了安全性和节能性,节省了劳力成本或租用升降平台的维护成本。

 低持有成本=更快的投资回报。

“如果只有我的无线摄像头不需要数据流量费...”

通过大幅增加Wi-Fi HaLow技术可以达到更远的距离,覆盖更广的区域,而无需借助移动数据调制解调器及其产生的重复流量费用。与传统Wi-Fi类似,Wi-Fi HaLow的网络基础设施,可以作为客户IP网络的简单补充进行安装。人们可以购买具有HaLow功能的标准AP,将其连接到配线柜,而无需中继器或复杂的Wi-Fi Mesh解决方案,避免了移动数据调制解调器费用。首席信息官也无需就企业内部网络的一部分而专门与服务运营商协商。

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这也适用于准移动应用程序。以一个新的建筑工地为例,需要实时的视频监控。我们可以部署多台低功耗的HaLow摄像头,并使用单个低成本LTE网关上行到云端,而不是购买4台或5台带大型电池、使用移动数据调制解调器、每月都产生数据流量费的摄像头。另一个例子是校园保安人员随身携带的摄像头。在一个固定街区内,他们可以及时响应调度,将图像发送到附近的AP或移动车辆中的Wi-Fi HaLow热点。该技术还可以扩展到无人机,其需要高带宽连接,将视频和控制信号连接到基站。无人机系统常用的定向天线适用于802.11ah频率(北美为902-928MHz),使其连接距离增加到1公里以上的标称范围。

Morse Micro的目标是开发最佳的低功耗、远距离的802.11ah Wi-Fi HaLow IC,以满足广泛的应用需求。如果您对使用Wi-Fi HaLow的产品感兴趣,请联系我们。


Kevin Daly