基于村田无线传感器系统（WSN）的AI Camera：

• 实战表现如何？
• 在实际应用案例中，有何可圈可点的应用价值？
• 有哪些进一步助力智慧工厂未来发展的潜力？

AI Camera

这位“抄表员”不简单！

传统工业表计的智能化改造面临着诸多困难，最根本的一个原因是因为传统工业表计大多不具备智能化功能，比如数据传输和远程监控。因此，进行智能化升级通常需要更换整个表计设备，这不仅涉及复杂的安装和调试，还可能需要停机，影响生产效率。此外，改造费用高昂，停机时间长，也会给企业带来巨大的经济损失压力。这也是制约整个工厂智能化改造的一个“拦路虎”。

AI Camera通过高分辨率摄像头和先进的AI算法，可以实现对工业表计的自动读数，搭配现已普及的成熟数据传输技术，无需更换现有表计，只需在表计附近安装AI Camera，即可实现智能化监控。

AI Camera不仅仅是替代“抄表员”的解决方案，这种非侵入式解决方案不仅避免了设备停机和高昂的改造费用，还提高了数据的准确性和实时性，为智慧工厂的建设提供了有效的技术支撑。

今天，我们就从技术层面详细解析一下AI Camera的主要特点，通过具体的功能配置和数据，帮助大家对于这一创新的解决方案有更深入地了解。

特点一：低功耗设计

村田AI Camera采用低功耗的MCU和AI引擎，结合高效的电源管理策略，实现了超低功耗运行。

MCU采用的是意法半导体的低功耗芯片STM32WB5MMG，机器学习AI引擎采用台湾合作伙伴Himax的HX6537，相机也是Himax公司的支持30万像素HM0360模组。无线接口除了此前强调的Sub-G无线网络，还同时带有蓝牙功能，可以让客户通过蓝牙网络接口去进行图片的识别，参数的配置。

整个相机传感器的工作由三节干电池驱动，在睡眠模式下相机功耗仅为1.1uA@4.5V，不使用红外和闪光灯拍照时，功耗为62mA@4.5V。按每小时拍照一次的频率，三节干电池可支持设备工作两年左右；如果拍照检测间隔时间为一天的话，可以6至7年才更换电池。

实际应用中，这种低功耗设计大大降低了维护成本，特别适用于需要长时间运行且不便频繁更换电池的工业环境。例如，在一些偏远的工厂，或难以到达的设备位置，低功耗设计确保了设备的长期稳定运行。

特点二：边缘(设备端)AI技术

村田AI Camera将AI模型部署在设备端，使用的微型机器学习模型（TinyML）技术，无论是软件硬件、算法支持、超低功耗、持续学习等方面，都非常符合AI Camera工厂读表应用场景，能够在低功耗的设备上运行复杂的AI模型，实现快速、高效的图像识别。在指针表和数字表的读数识别中，准确率高达98%以上，满足工业现场的实时性要求。

边缘AI技术，不仅提高了数据处理的速度，还确保了数据的隐私性。数据在设备端处理后，仅将必要的信息传输到后端系统，减少了数据传输量，提高了系统的整体效率。村田AI Camera应用团队目前的成功案例主要包括常见模拟指针表和数字表，针对客户特定使用场景非常见的表计类型。此外，村田还能够提供定制化的服务，只需在特定的客户场景中收集足够的相片作为数据来源，就能够训练生成适应客户使用场景的AI Camera。  

特点三：通过蓝牙进行参数配置

村田AI Camera支持蓝牙配置和数据查看，方便工程师通过手机APP进行参数设置、历史数据回看、OTA远程升级等操作。蓝牙功能不仅提高了设备的易用性，还方便了现场调试和维护。客户反馈说，这一蓝牙功能大大提高了工作效率。 

特点四：支持多种无线协议

目前，村田推出的AI Camera可以支持村田自有的Sub-G无线网络协议，而针对中国或者欧洲市场的情况，也支持使用LoRa网络传输协议）。

村田AI Camera可支持超过100个传感器节点，传输距离在无遮挡情况下可达200米(工厂环境~100米)。该网络协议具有高可靠性和低延迟的特点，确保了数据的稳定传输，还确保了数据的隐私性。

另外，通过无线网络，设备可以灵活安装在工厂的各个角落，无需复杂的布线，大大降低了安装成本，这与基于IP Camera的解决方案相比，具有显著的优势（如下表）。

村田 AI Camera成功用例

在AI Camera的实际部署中，不同的应用场景可能有不同的需求，也会面临不同的“痛点”。下面我们就通过几个不同案例，展示村田AI Camera方案如何以出众的性能表现和灵活性，满足多样化的设计要求。  

案例A：多表计联合读取

应用背景：工厂A需针对机器内部的压力检测且进行报警。设备上有两个表计需要同时读取，一个是数字表，另一个是指针表。传统的人工抄表方式不仅效率低，还容易出错。本案例应用场景具有良好的环境光，有利于拍照相片质量好且利于AI模型计算。

解决方案：通过安装AI Camera，实现了对两个表计的自动读数，满足了客户针对机器内部的压力检测进行报警的要求。

实际效果：AI Camera读取数字压力表的准确率达到98%，指针压力表的准确率为97%，不仅提高了抄表效率，还减少了人为错误，确保了数据的准确性。

案例B：环境光照条件不足

应用背景：工厂B需要监控电表和煤气表，这两个表计都是数字表，客户需要将读取的监控数据传输到工厂总控室进行合并管理；另外，两处表计所处环境光照条件不足且不稳定，对于相机的照片拍摄是一个很大的挑战。

解决方案：村田团队对AI Camera进行了模型优化和外置光源调整，确保在不同光照条件下都能准确读数。

实际效果：经过3个月长时间测试，AI Camera的读数准确率可达99%，通过实时监控，工厂B能够及时发现异常情况，提高了设备的运行效率。值得强调的是，本案例应用中，只需要村田工程师负责部署终端，实现读取操作，通过无线传输网关将结果发给工厂已有的总控系统即可，工厂无需额外工作量，就实现了监控系统的升级。

案例C：户内无照明的全天读表

应用背景：工厂C的模拟表计位于户内，光照条件相对稳定，但是解决方案须考虑白天和黑夜的区别，搭配相应的配置光源及触发机制。

解决方案：AI Camera通过自带的闪光灯和优化的模型，实现了在一天二十四小时内不同光照条件下的高准确率读数。数据通过无线网络传输到工厂的数据中心。

实际效果：无论是在白天还是夜晚，AI Camera都能准确读取表计数据。工厂C不仅提高了抄表效率，还减少了人为错误，且通过实时监控，做到了能够及时发现异常情况。

案例D：户外复杂环境应用

应用背景：一家大型的工厂D，需要监控户外的能源相关(比如电表、压力表等)表计，并将读数传到整个工厂的数据中心。由于该表计位于户外，所处环境复杂（有强光照，雨水天气，等等），对于拍摄高质量图片是一个挑战课题。

解决方案：村田团队进行了很多测试，并最终完成了对应的优化工作，解决了客户的难题。

实际效果：客户获得了户外复杂环境顺利且准确的读取数据，并送到数据中心进行集中管理的优化解决方案。

结论

凭借低功耗设计、边缘AI、蓝牙配置，以及支持多无线协议等特点，村田的AI Camera解决方案为工业传统表计的升级改造提供了完备的功能和出色的性能，这也使其具备了更大的灵活性，以适应千变万化的工业现场应用的要求。

AI Camera解决方案所该来的价值，已经在诸多成功用例中得到了验证。我们相信，这一创新的解决方案，一定能够惠及更多的用户，让大家在迈向工业4.0的征程中获得更大的加速度！