拆解TRENDnet室內安全攝影機

作者 : Brian Dipert,EDN專欄作者

具有嵌入式網路伺服器的攝影機真的很酷。因此,我把這次拆解重心放在TRENDnet TV-IP551WI及其有趣的硬體功能...

多年來,我使用並編輯過不少TRENDnet的室內安全監控攝影機,包括TV-IP400W、TV-IP422W、TV-IP551WI以及TV-IP751WIC和TV-IP851WIC等機型。

最後那一台TV-IP851WIC是其中最新報導…但也已經是八年前(我猜想)的事了。為什麼之後沒有更新的報導呢?部份原因是我太太基於隱私的理由,對於家中安裝監控攝影機的隱私風險看法堅定不移,即使它們只在沒人在家時才用。如果這是我們位於偏遠地區的另一個房子,我可能會說服她改變想法。加上我經常讀到持續發生的駭客攻擊,但是,總之我也不能怪她。

最近較缺報導還有部份原因是,我曾經安裝過Blink戶外攝影機系統,她對此倒是沒意見,而且自從我頭一次安裝後的兩年半來,此攝影機也一直運作良好。相形之下,一開始設定像TRENDnet如此傳統的安全監控攝影機簡直是太麻煩了,更不用說如何持續可靠地使用。首先,您需要近距離連接交流(AC)電源,或是使用與乙太網路供電(PoE)相容的纜線和網路設備。如果您無法使用或沒有乙太網路(Ethernet)纜線,那麼還必須確保擁有可靠的Wi-Fi和足夠的覆蓋範圍。

然後就是軟體方面。每台攝影機中的嵌入式網路伺服器在概念上都很酷,但是透過網路瀏覽器使用的話,就僅限於Windows (但從Windows 11開始不再支援此作業系統)的ActiveX,或是支援跨平台但需要使用者自行安裝的Java。用於電腦和行動平台的專屬應用程式可以繞過以瀏覽器為主的使用限制,但是需要長期的支援才能因應作業系統(OS)的演變,這個概念通常並不完全存在於消費電子公司的DNA中。當我在過了這麼久之後,為了寫這篇文章而在今早造訪TRENDnet的產品網頁時發現,該公司仍然提供並支援的產品套件是與其前身極為相似之物,這或許就能解釋這一切了。

話雖如此,具有嵌入式網路伺服器的攝影機在概念上仍很酷。因此,我想我會把這次產品拆解的重心放在TRENDnet TV-IP551WI。這款產品具有一些有趣的硬體功能,包括802.11n Wi-Fi (僅限於2.4GHz,而且反映出產品名稱中的‘W’)和10/100Mbps的有線Ethernet連線能力、「夜視」支援(反映在產品名稱的最後一個字母‘I’,表示「紅外線」)以及一個整合型麥克風,可為攝影機提供視覺和聽覺的遠端監控功能。

讓我們從一張庫存照片開始:

接下來是我為裝置拍的一些照片,首先是固定支架,同樣地,搭配一枚直徑0.75英吋(19.1公釐)的1美分硬幣作為尺寸比較。此攝影機機型和其它我用過的機型不同,因為它不包括雖然便於使用但不牢靠的馬達驅動式旋轉底座,也沒有用於平移和傾斜遙控的旋轉鏡頭:

請注意另一側的WPS配置按鈕和嵌壁式硬體開關:

在繼續拆解這台攝影機之前,先看看與其搭配的「壁疣」(wall wart)電源,包括充電器外觀及其標籤特寫照片:

該攝影機的金屬支架有一個直徑約3英吋的底座,比TRENDnet規格頁上所列的尺寸75x115x30mm (2.95×4.5×1.2英吋)增加了約0.5英吋的高度。先來看看攝影機在被移除後的樣子。從正面開始看,請注意鏡頭周圍的紅外線LED (每個角落各一個)、鏡頭上方的環境光感測器,以及鏡頭下方的麥克風。看起來不明顯(但請相信我,它就在那裡)的是一組兩種狀態的LED燈內嵌於鏡頭周圍的銀色環中,正確地說是在麥克風光圈下方:

而這是背面照,還包括經常提供資訊的FCC ID XU8TVIP551產品標籤特寫:

在先前背面照片中,您是否注意到四個螺絲,每個角落各一個嗎?把它們移除後,小心地鬆開幾個拉環,該產品塑膠殼的後半部就會立即鬆開:

除了上述的WPS按鈕和被動式通風口的整體使用過度以外,該半面的機殼本身不大值得注意。攝影機內部比較有趣(不意外…),從右上角的iPassion iP2970-L (信不信由你)攝影機控制處理器IC開始,它顯然也用於D-Link的DCS-930L攝影機。儘管至少目前提供的資訊比較少,更佔主導地位的是位於其下方和左側通風孔遍佈的法拉第籠(Faraday Cage)。我一開始是想要重新組裝,然後把該攝影機捐給慈善機構的…哦,好吧:

內容物是由兩個印刷電路板(PCB)「三明治」組成的夾層,側視看起來更明顯:

看到上面照片中「三明治」上方PCB右下角的銀色螺絲了嗎?把它取下的話,這個「三明治」也會立即鬆開:

從技術上而言,這個「三明治」和前半部的機殼仍然是由黏在機殼內部的長方形綠色物體繫在一起。在小心將平頭螺絲起子用作槓桿臂將其釋放之後證明了我的猜想,它就是1×1 Wi-Fi天線:

觀察此半部的機殼要比其後半部的機殼更有趣。請注意此四個紅外線LED燈管、環境光感測器和麥克風的開口:

說到燈管,在後半部機殼下方是一對與狀態LED燈有關的燈管。看吧,如同我先前說的!

此「三明治」的正面圖仍然會更有趣:

首先,讓我們鬆開鏡頭組件,其規格包括(來自產品頁):

  • 焦距:4mm
  • 焦比(F/No):1.5
  • 最低照度:0lux
  • 焦點深度:20公分~無限深度
  • 視野:水平:38.0度
  • 垂直:28.7度
  • 對角線:46.5度

它進一步分成兩個不同的部份。請注意針對紅外線光譜明確標示的光學支援:

在移除它之後,我們頭一次看到了在它下面的影像感測器:

TRENDnet並沒有清楚交代細節,僅在產品規格表上指出它是「1/5 CMOS感測器」,具有以下感測器加處理的功能:

  • 編碼:MJPEG解析度:640×480、320×240、160×120
  • 最大影格率:VGA@20fps、QVGA@30fps、QQVGA@30fps
  • JPEG品質:非常低、低、中等、高、非常高
  • 數位變焦:4倍

這張特殊的照片還提供了四個紅外線LED燈管(操作範圍高達7.5公尺)、環境光感測器、狀態LED燈(以D7和D8標示)以及麥克風的透視圖。TV-IP551WI的歷史可追溯到2012年中,所以我猜麥克風是駐極體(Electret)模型,而不是現在常見的微機電系統(MEMS)替代品。其相關規格如下:

  • 內建式全向性麥克風
  • 靈敏度:-38dB+/-3dB (最大5m)
  • 頻率:100~2Hz
  • 格式:PCM

如如果您回去看看那張具有兩個PCB的「三明治」背面概觀照片,您會看到另外兩個螺絲,這次兩個都是黑色。把它們拿下來後,可將一個通常用於連接的22針連接器組件分離,然後這個「三明治」就會剝離開來:

同樣地,它們之間有一條雙線的固定帶拖延出來,這條固定帶很容易就可以分離。接下來,我會將左側的PCB稱為「攝影機」PCB,右側的PCB稱為「系統」PCB。讓我們更仔細地看看前者。首先,我們從其正面開始:

此處重要的IC是Spansion S29GL032N 32Mbit MirrorBit (多級單元) NOR快閃記憶體(Flash),大概主要或完全作為程式碼儲存之用,因為該攝影機並不支援原生靜態或視訊影像的擷取。Spansion是一家由AMD和富士通(Fujitsu)快閃記憶體計劃的合資企業,現在則是Cypress Semiconductor公司的一部份。

接下來,讓我們重新審視影像感測器的區域,它位於兩線束的端點處。它是以黏著固定的,用平頭螺絲起子就可以把它鬆開。

該模組包括兩個主要的子組件:鏡頭轉入的部份,以及我猜是用電子方法可移動的紅外線濾光器,類似於我們在稍早Wyze攝影機拆解中看到的那個(在白天,您要把它放在影像感測器的前面,才能避免紅外光不自然地影響擷取的視訊。但是在天黑之後,紅外線就是唯一的照明選擇,因此要把濾光器移開)。在移除稍早照片中看到的兩個螺絲以後,就可以將子組件分離開來:

此處是濾光器子組件末端的近照:

在把它翻過來之前,再來一張攝影機PCB正面的特寫:

現在我們把它翻過來…

我們已經提過的攝影機控制處理器:

現在,讓我們再次用平頭螺絲起子,而不是用我的指甲,把法拉第籠取下,然後放大…

…我們發現甚至更多與D-Link DCS-930L共通的設計:

  • 雷凌(Ralink,現為聯發科)的RT3050F MIPS 320MHz應用處理器用於作為系統中央處理器(CPU),以及有線和無線的網路控管
  • 華邦(Winbond) W9825G6JH-6 256Mbit同步動態隨機存取記憶體 (SDRAM)
  • Skyworks SE2597 2.4GHz Wi-Fi功率放大器(PA)

另外,請注意將天線連接器黏著固定的大量黏膠!

最後但也同樣重要的是,讓我們看看系統PCB。先看一下正面:

此處是環境光感測器的另一個角度(該攝影機可根據感測器的辨識,自動地在正常和夜間模式之間切換,或者使用者也可以手動方式控制選用模式):

在把PCB翻過來之前,還有其它幾個特寫:

我們就不用再多做解說了:

此處唯一要注意的IC是TS8121A10/100Mbit乙太網路(Ethernet)脈衝變壓器:

這樣我們就完成了!看吧,如同我先前說過的,將近10年的安全攝影機仍然可以提供一些有趣的驚喜!一如既往地,期待您在意見中提出想法與建議。

(參考原文:Teardown: TRENDnet TV-IP551WI indoor security camera,by Brian Dipert)

本文同步刊登於EDN Taiwan 2022年2月號雜誌

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