借助最新的音頻/視頻處理器和無線通信技術(shù)，門鈴正從擁有百年歷史的電子音樂門鈴轉(zhuǎn)變?yōu)橥耆珜?shí)現(xiàn)云連接的一線安全系統(tǒng)。
如今的可視門鈴功能包括采用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的高級視頻處理能力、云連接和無線通信、以太網(wǎng)供電 (PoE)、電池備用電源、高級音頻通信和增強(qiáng)型環(huán)境感應(yīng)以及運(yùn)動(dòng)檢測。將所有這些功能集成到一個(gè)只有幾英寸寬的防風(fēng)雨電子封裝中給設(shè)計(jì)工程師們帶來了挑戰(zhàn)，他們不僅要整合這些功能，還要為下一代留出升級性能和附加功能的空間。
無線通信
對于簡單的音頻應(yīng)用，常見的無線標(biāo)準(zhǔn)（如Bluetooth? 和 Zigbee）具有支持純音頻門鈴的必要帶寬范圍。但是，若要進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)傳輸，Wi-Fi 則是最方便且最常用的無線標(biāo)準(zhǔn)。如果新住宅的開發(fā)商注重家庭自動(dòng)化技術(shù)，這種房屋可能配備以太網(wǎng)連接：在前門布設(shè)硬線始終是一種選擇。考慮到大量房屋和公寓都是租用的，租戶更有可能選擇支持 Wi-Fi 的門鈴進(jìn)行非破壞性安裝。然而，Wi-Fi 門鈴還需要一個(gè)Wi-Fi 路由器系統(tǒng)，確保在安裝可視門鈴的每扇門上都能接收到可靠信號。
電池電源和備用電池
由于許多家庭和公寓根本沒有門鈴接線，因此許多潛在的可視門鈴客戶可能無法為電源和互聯(lián)網(wǎng)連接添加外部接線。此外，大多數(shù)可視門鈴所有者希望停電、電壓不足或故意破壞等問題不會(huì)導(dǎo)致其家庭安防系統(tǒng)的最新擴(kuò)展方案無法使用。因此，依靠電池供電的可視門鈴（或者至少包含大容量備用電池的門鈴）也在市場上占有一席之地。電池用于主動(dòng)電源系統(tǒng)和完整 Wi-Fi 系統(tǒng)，在這些情況下，智能充電和無縫電源轉(zhuǎn)換/補(bǔ)充電源是提供備用電源并滿足電池壽命期望的重要要求。
運(yùn)動(dòng)檢測和環(huán)境監(jiān)測
可視門鈴的主要功能之一是能夠檢測運(yùn)動(dòng)。雖然許多可視門鈴?fù)耆蕾嚮趫D像處理的運(yùn)動(dòng)跟蹤，但是各種其他方法也有助于進(jìn)行運(yùn)動(dòng)檢測并幫助消除誤報(bào)。
除了視覺和聽覺傳感器，各種其他環(huán)境傳感器和功能也有助于根據(jù)外部條件改善可視門鈴性能。例如，環(huán)境光傳感器有助于圖像處理算法根據(jù)外部光線正確調(diào)整視頻曝光。其他常見傳感器包括外部和內(nèi)部溫度傳感器、用于監(jiān)測充電和放電熱變換的電池溫度傳感器以及用于提示篡改或盜竊的其他傳感器。防盜或防篡改傳感器包括振動(dòng)、沖擊和接近傳感器，或連接到外殼關(guān)鍵部件的簡單開關(guān)。此外，各種內(nèi)部故障傳感器可監(jiān)控關(guān)鍵電路組件是否正常運(yùn)行，從而進(jìn)行故障排除和維修。
可視門鈴技術(shù)的主要挑戰(zhàn)
與電子設(shè)計(jì)一樣，每個(gè)附加的功能通常會(huì)加劇其設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)以及增加額外電路。可視門鈴肯定也屬于這種情況，可視門鈴?fù)ǔＲ彩艿诫娫础⒖臻g、處理能力和成本的約束，為設(shè)計(jì)工程師通過硬件、軟件和云資源的適當(dāng)組合進(jìn)行創(chuàng)新提出了進(jìn)一步的挑戰(zhàn)。
可視門鈴的尺寸、功率預(yù)算和熱管理功能在很大程度上限制了可實(shí)現(xiàn)的處理能力。鑒于功能的復(fù)雜性（包括音頻和視頻處理），MCU 或 MPU 必須在需要時(shí)具有足夠強(qiáng)大的處理能力，而且在關(guān)閉狀態(tài)下具有最小功耗。最高的處理負(fù)載可能會(huì)導(dǎo)致 MCU 產(chǎn)生大量熱量，但設(shè)備仍需要在極端溫度條件下正常工作。因此，設(shè)計(jì)人員還必須考慮處理能力、熱負(fù)荷、環(huán)境溫度和熱管理的平衡問題。
要實(shí)現(xiàn)可靠的無線連接來支持高質(zhì)量視頻和音頻流所需的帶寬，并不容易，尤其是在考慮到功率限制和門鈴位置的情況下。室外安裝會(huì)將門鈴暴露在惡劣環(huán)境中，并為高速流式傳輸帶來實(shí)際問題。
較之簡單地為電池系統(tǒng)增加低壓檢測切換功能，在產(chǎn)品中增加備用電池更為復(fù)雜。此外還需要考慮電池充電、放電和保養(yǎng)問題。考慮到外形因素的限制，許多可視門鈴制造商可能會(huì)選擇鋰離子或鎳氫電池技術(shù)。
盡管圖像處理算法可以有效跟蹤甚至識別靜止和移動(dòng)物體，但是能夠?qū)崟r(shí)執(zhí)行此類操作的電路和算法通常需要高性能處理技術(shù)。由于并不能始終滿足這種理想條件，許多可視門鈴制造商選擇使用多種運(yùn)動(dòng)檢測技術(shù)與圖像處理系統(tǒng)協(xié)同工作。毫米波和 PIR 運(yùn)動(dòng)檢測器在被動(dòng)模式下都有幾米的檢測范圍。此外，毫米波傳感器（例如用于汽車的單芯片雷達(dá)系統(tǒng)中的毫米波傳感器）可以提供準(zhǔn)確和高速的運(yùn)動(dòng)和物體檢測。
最后，鈴聲誤報(bào)和安全漏洞的問題對于每個(gè)可視門鈴制造商來說都是一大挑戰(zhàn)。減少鈴聲誤報(bào)數(shù)量需要更復(fù)雜的圖像處理人工智能/機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)、高效和動(dòng)態(tài)的電源方案以及考慮了可視門鈴安裝環(huán)境的可行工作模式。
結(jié)論
隨著競爭加劇以及消費(fèi)者越來越熟悉可視門鈴，可視門鈴制造商需要通過增強(qiáng)的功能組合以及創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品多樣化。主要的挑戰(zhàn)在于解決老問題：為了方便使用并與智能家居配置實(shí)現(xiàn)無縫集成，能夠在較小和較低成本的封裝中實(shí)現(xiàn)更高性能。許多可視門鈴制造商越來越青睞搭載Wi-Fi功能和先進(jìn)傳感器技術(shù)的高集成度MCU芯片，由此提高視頻和音頻處理人工智能/機(jī)器學(xué)習(xí)算法的性能。
