背景介紹
在數字化的趨勢下，攝像頭讓機器有了視覺，而傳統的網絡錄影機面臨以下問題：
- 以linux作業系統為主，啟動慢，功耗大，需要固定電源供電，部署麻煩。
- 消費類wifi電池供電相機需要極低的功耗，難以滿足需求。
- 在偏遠地區部署監控裝置不友善尋找電源，供電難，不宜布線施工且沒有光纖資源，無法組網。
借助AliOSThings在低功耗和快速啟動的優勢可以解決上面的問題。
AliOSThings新一代物聯網作業系統
AliOSThings是阿裡雲iot旗下一款RTOS作業系統，正在賦能晶片廠商，可以輸出極緻性能、極緻功耗的雲端一體化方案，可以應用在智能門鈴、電池IPC、穿戴式裝置，運動DV、太陽能IPC。
相較于linux有着如下優勢：
系統啟動快
同樣晶片測試，運作linux作業系統從上電到應用啟動要花費18秒，在物聯網追求極緻性能、極緻功耗的需求下，很難滿足需求。運作了AliOSThings作業系統後，從上電到應用啟動花費的時間在500毫秒以内，快速啟動可以讓晶片常态下直接斷電，有需要時打開電源，系統可以随需快速響應。
功耗低
系統沒有linux複雜調用，執行同一個任務，有更多的時間在休眠。
節省資源占用
系統資源占用小，系統資源占用可以比linux節省約60%。
安全性高
RTOS作業系統對比linux比較封閉，難以攻破。
wifi門鈴實戰
傳統門鈴的缺點
- 傳統的門鈴需要有線方式部署，施工麻煩
- 家中無人不能及時響應
- 音頻和視訊功能不夠智能
智能門鈴特性
- 支援電池供電，支援wifi，可以無線部署，充一次電可以使用半年。
- 即使家中無人，有訪客到來按下門鈴，主人手機收到消息推送，打開手機上App後可以和訪客可視的雙向語音對講，主人确認身份後可以在手機上輸入密碼為訪客開鎖。
- 有訪客或者可疑目标，即使主人錯過消息，視訊監控資料會儲存在雲端，主人可以在手機App上随時檢視曆史訪客和可疑目标視訊。
- 主人覺得有異常可以随時可以在手機上檢視家門口實時視訊。
wifi門鈴的硬體架構
軟體架構
工作流程
wifi超低功耗設計
功耗分析
對于電池供電IPC産品，續航時間是衡量産品性能的一個關鍵因素，其中待機功耗的大小對于續航時間的影響非常大，是以降低待機功耗就非常關鍵，我們分析下如何降低本方案WiFi 待機時的功耗。
此時主要有以下幾個子產品耗電：
- MCU
- wifi bat
- wifi vddio
- 電源轉換器件的漏電和效率損耗
- PMU的漏電和效率損耗
降低WiFi 待機功耗的主要政策
- 通過軟體調整WiFi 待機時的參數，根據802.11 協定，合理調整心跳間隔（beacon interval）和喚醒間隔（DTIM period），休眠模式（PM Mode），這些參數對WiFi的通訊性能，Vbat 電流大小都會有所影響，應根據産品對WiFi 性能和功耗的需求綜合考慮調整政策。
- 合理的電源架構，保證轉換效率更高，損耗更小；不同輸入電壓的電源架構不同，但每種架構都要考慮對效率和成本的影響，需綜合考慮。
- 選擇待機功耗低的WiFi 和MCU 晶片方案，此因素對待機功耗能否做低起決定性作用。
- 選擇低靜态電流的電源轉換器件，包括PMU、DC-DC、LDO；此參數會影響到電源器件的價格，靜态電流越低，電源器件的價格越高，是以需根據bom 成本和低功耗設計目标綜合考慮。TI 的TPS62740，靜态電流是360nA。選擇在負載區間轉換效率高的DC-DC; TI 的TPS62740，4.2V 轉1.8V，負載200uA 時效率可達85％以上。
- 從實測資料看電流大小基本與供電電壓成正比，是以選取低電壓供電帶來的功耗收益非常明顯。
- 不用充電晶片也可以降低待機功耗，有的産品可能使用幹電池供電，此時不需要充電晶片，可省去充電晶片的漏電，對于本方案使用的PMU，漏電有20uA 左右。
- 是否支援 MCU 單獨待機模式，如支援，則WiFi 部分需單獨上下電，這樣勢必需要MCU 和WiFi 的1.8V 通過兩路電源供電，此時會增加多出一路電源的漏電流，對于本參考方案，不支援MCU 單獨待機。
- WiFi 待機下，為了保證晶片最小的電流損耗，軟體需要把沒有工作的GPIO 的狀态設定為輸出為低狀态，這樣，IO 不會有電壓輸出到其他晶片上造成漏電而增加功耗。MCU 的WiFi 的有用的輸入管腳IO 設定為中斷模式而不是查詢模式，這樣晶片内部在IO 上的損耗達到最小
總結
系統是連接配接終端和内容服務的關鍵所在，也是中國長久以來的短闆。在智能化産品更新的必然趨勢下，在産品缺乏差異化的今天，AliOSThings可以提供差異化的服務。