MatrixCam开发套件促进物联网产品添加全高清视频流

物联网(IoT)正迅速演进且潜力巨大。据相关预测，未来5到10年，将有数以十亿计的智能设备通过IoT跨越多个领域实现互通互联，包括有无线控制功能的LED灯泡、机顶盒、智能电表、烟雾报警器、可穿戴设备、安防摄像机、智能家居、智能体重计等等，将带给我们全新的生活体验。

图像传感器是IoT的核心
在物联网应用中，传感器无处不在，无论是智能楼宇/家居领域的智能锁、安防监控、照明系统、恒温器、智能门铃、宝宝监控器、智能家电，还是移动医疗、车联网、工业领域的无人机系统、机器人，消费电子领域的可穿戴及游戏机等等，都内置多个传感器，且都至少包含一个图像传感器。可以说，图像传感器是物联网应用的核心器件。

一般而言，应用于IoT的图像传感器具有以下关键特性：

小光学格式：1/13至1/4英寸 分辨率：VGA至500万像素 系统级芯片(SoC)及RAW传感器两种类型 具备低功耗待机模式 帧率：至少达到30 fps以上

从趋势上看，这类传感器朝向模块化、高度集成、低功耗、低成本及支援高度压缩的H.264视频方向发展。

安森美半导体凭借在图像传感器领域的领先优势和丰富经验，在IoT领域制胜，成功的案例如Skully公司设计的被称为"全球最智能的摩托车头盔"、Oculus(已被Facebook收购)的虚拟现实(VR)眼罩、Dropcam的家庭安防监控摄像机，以及Canary的 被喻为"最美的家庭全功能安防警报系统"，都采用了安森美半导体的图像传感器，提供高品质的全高清视频。

图1：安森美半导体在IoT领域的成功案例

全集成的视频开发方案：MatrixCam
针对家庭自动化系统、楼宇接入设备、婴儿监视器、先进的照明控制和智能家电等关键应用，安森美半导体推出完整的摄像机方案MatrixCam，加快工程师的开发进程，使客户可随时投产。

MatrixCam的功能图如图2所示：摄像头捕获的信息经过图像传感器传给H.264编码器，该编码器将信息处理后可传给以太网或存储到SD卡，或由WiFi外传上网，在待机的状态下经由蓝牙或无源红外(PIR)唤醒系统。

图2：MatrixCam VDK功能图

MatrixCam是智能的、低功耗1080p视频流参考设计：

内置众多互联互通方案--包括Wi-Fi (802.11b/g/n)、以太网(10/100 兆位/秒)和蓝牙低功耗(BLE)。 支持微型SD卡存储视频和图片 可连接到云服务如亚马逊网络服务和谷歌云平台，便于视频点播和直接在用户的智能设备上直播。 具备双向音频功能：提供全向电容式麦克风，支持音频编码，捕捉声音，并播放存储在SD卡上的音频文件 1080p@30fps智能流：支持Firefox、IE及苹果的Safari浏览器、Linux、Windows及苹果操作系统、iOS、安卓智能手机系统、亚马逊和谷歌的云端服务 推送通知：由 BLE或通过集成运动检测的 PIR传感器唤醒。唤醒后，推送通知被发送到指定的便携式电子设备(智能手机、平板电脑等等)，提醒用户应查看直播(或静态图像)。 VDK可通过一个简单的基于web的图形用户界面(GUI)或使用专用移动应用进行网络配置、视频配置、录制配置、云配置、用户管理、拍照、录制视频、打开/关闭音频、查看直播流、固件更新等等。 MatrixCam开发套件是开放式影像平台，提供应用程序编程接口(API)测试程序，包含开放源码，可从电脑或安卓系统执行，API及示例代码GitHub资源库如下表所示。

表1：API及示例代码GitHub资源库

MatrixCam参考设计结合了安森美半导体的图像传感器AR023Z、降压/升压转换器NCP3064、开关NCP6332-D、低压降稳压器(LDO)NCP160-D、电压监控MAX708T、电量计LC709203F、电池充电器NCP1855-D等器件，其中AR023Z 1/2.7英寸CMOS图像传感器是这参考设计的核心。

AR023Z是高性能的1080p高动态范围(HDR)图像传感器，采用DR-pix技术提供领先业界的微光性能，支持高品质1080p 60fps高清视频，灵活的接口选择如并行或HiSPi接口兼容于所有流行的图像信号处理器(ISP)，提供片上HDR或支持第三方ISP交错HDR模式的选择，开窗、像素合并、跳行、温度传感器等先进的特性为客户提供更高灵活性。

HDR是AR023Z最关键的特性，其多重曝光HDR技术可提供16倍和32倍增益比，自适应局部色调映射可让高动态的功能更易于使用，增加的动态范围超越前代技术，提供更灵敏像素及更优信噪比(SNR)，支持交错模式T1/T2 帧输出选择即芯片外HDR处理。客户可根据图形处理器决定具体使用哪一种模式。

此外，MatrixCam还使用了GainSpan 的GS2011 WiFi模块，提供极低待机功耗，符合IEEE 802.11b/g/n标准，支持WEP/WPA/WPA2 安全、Adhoc网络以及 Wi-Fi 保护设置 (WPS)，提供SPI、UART、SDI