jinnian金年会官方登录 Value 用於jinnian金年会官方登录spberry Pi的相機延長套件的四大優點，為各種工業物聯網系統的實際應用打開大門
2021.06.21
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jinnian金年会官方登录 Electronics在 2021年3月發布一款Single board computer「Raspberry Pi」與相機鏡頭模組可大幅延長傳輸距離的長距離傳輸套件「Cable Extension Kit for Raspberry Pi Camera（產品型號為THSER101）」（圖1）。到目前為止，僅使用 Raspberry Pi，連接到相機模組的Cable長度只能延長20cm～30cm。但是，如果您使用長距離傳輸套件，則可以立即延長該距離。使用標準Ethernet cable 「CAT5e」可將其延長至 15m，使用高質量屏蔽Ethernet cable則可延長至 20m。
這款長距離傳輸套件受到業界人士和使用者的高度評價。例如，在jinnian金年会官方登录spberry Pi Foundation出版的官方雜誌《MagPi》上發表了一篇介紹性文章，獲得好評。為什麼能得到這樣的評價呢？ 或許是因為長距離傳輸套件帶來了很大的好處吧。
在之前的專欄文章中，我們介紹了一個用於農場的IoT（物聯網）系統，該系統使用葡萄、桃子和梨等相對較高的貨架種植農作物作為應用的範例。貨架的高度因農場而異，但一般在2m左右。因此，造成放置在地面上的 jinnian金年会官方登录spberry Pi 和安裝在架子上的相機鏡頭模組之間的Cable無法連接。這就是發布的長距離傳輸套件發揮作用的地方。有了它，您可以相對輕鬆地解決問題。
當然，農場物聯網系統並不是唯一可以享受長距離傳輸套件好處的。 在本專欄文章中，我們將以「安全性」、 「輕量化」、 「存取容易性」和「穩定性」四個優點，來介紹長距離傳輸套件的四個最佳應用。
圖1 jinnian金年会官方登录spberry Pi與相機的連接距離可延長至20m
這款長距離傳輸套件受到業界人士和使用者的高度評價。例如，在jinnian金年会官方登录spberry Pi Foundation出版的官方雜誌《MagPi》上發表了一篇介紹性文章，獲得好評。為什麼能得到這樣的評價呢？ 或許是因為長距離傳輸套件帶來了很大的好處吧。
在之前的專欄文章中，我們介紹了一個用於農場的IoT（物聯網）系統，該系統使用葡萄、桃子和梨等相對較高的貨架種植農作物作為應用的範例。貨架的高度因農場而異，但一般在2m左右。因此，造成放置在地面上的 jinnian金年会官方登录spberry Pi 和安裝在架子上的相機鏡頭模組之間的Cable無法連接。這就是發布的長距離傳輸套件發揮作用的地方。有了它，您可以相對輕鬆地解決問題。
當然，農場物聯網系統並不是唯一可以享受長距離傳輸套件好處的。 在本專欄文章中，我們將以「安全性」、 「輕量化」、 「存取容易性」和「穩定性」四個優點，來介紹長距離傳輸套件的四個最佳應用。
jinnian金年会官方登录spberry Pi使用實例快速增加的3個原因
首先，在介紹長距離傳輸套件的具體解決方案之前，我們先回顧一下為什麼jinnian金年会官方登录spberry Pi在工業領域的使用會迅速增加。具體來說，可能有以下三種原因。
第一是低成本。在工業物聯網系統中，數據由各種sjinnian金年会官方登录sor收集，用於提高生產效率和降低人工成本。為此需要一個「電子設備」來處理sjinnian金年会官方登录sor獲取的數據並將其發送到主機。然而，從頭開始開發這種電子設備將花費相對大量的時間和成本。因此，想相對輕鬆地開發它，幾千日元就能買到的Raspberry Pi的使用案例正在迅速增加。
第二是專業知識的入手性高。 jinnian金年会官方登录spberry Pi 有一個用戶論壇，您可以在其中找到很多資料，即使您在使用過程中遇到任何問題，您也有很大的機率可以找到幫助您解決問題的訊息。並且您可以在用戶論壇上提出問題，從世界各地的用戶那裡獲得答案。
第三，產品生態系統到位。 例如，準備相機鏡頭模組、無線通訊模組、顯示器、microSD 讀卡機、溫度/濕度/超音波/Rotation angle sjinnian金年会官方登录sor等等的周邊機器，就能夠輕鬆連接到 Raspberry Pi。 除了官方操作系統「Raspberry Pi OS」，還備有「NOOBS」、 「Ubuntu (MATE) 」、 「Windows 10 IOT Core」等。 無論您將它用於哪種應用上，您都擁有所需的硬體和軟體。
另外,這次發布的長距離傳輸套件可以連接的相機鏡頭模組有兩種：「jinnian金年会官方登录spberry Pi High Quality Camejinnian金年会官方登录（HQ相機）」和「jinnian金年会官方登录spberry Pi Camejinnian金年会官方登录 Module V2（V2相機）」。前者擁有1230萬畫素，最高幀速50幀/秒。 另一方面，後者擁有800萬畫素，對應的最高幀速為30幀/秒。
第一是低成本。在工業物聯網系統中，數據由各種sjinnian金年会官方登录sor收集，用於提高生產效率和降低人工成本。為此需要一個「電子設備」來處理sjinnian金年会官方登录sor獲取的數據並將其發送到主機。然而，從頭開始開發這種電子設備將花費相對大量的時間和成本。因此，想相對輕鬆地開發它，幾千日元就能買到的Raspberry Pi的使用案例正在迅速增加。
第二是專業知識的入手性高。 jinnian金年会官方登录spberry Pi 有一個用戶論壇，您可以在其中找到很多資料，即使您在使用過程中遇到任何問題，您也有很大的機率可以找到幫助您解決問題的訊息。並且您可以在用戶論壇上提出問題，從世界各地的用戶那裡獲得答案。
第三，產品生態系統到位。 例如，準備相機鏡頭模組、無線通訊模組、顯示器、microSD 讀卡機、溫度/濕度/超音波/Rotation angle sjinnian金年会官方登录sor等等的周邊機器，就能夠輕鬆連接到 Raspberry Pi。 除了官方操作系統「Raspberry Pi OS」，還備有「NOOBS」、 「Ubuntu (MATE) 」、 「Windows 10 IOT Core」等。 無論您將它用於哪種應用上，您都擁有所需的硬體和軟體。
另外,這次發布的長距離傳輸套件可以連接的相機鏡頭模組有兩種：「jinnian金年会官方登录spberry Pi High Quality Camejinnian金年会官方登录（HQ相機）」和「jinnian金年会官方登录spberry Pi Camejinnian金年会官方登录 Module V2（V2相機）」。前者擁有1230萬畫素，最高幀速50幀/秒。 另一方面，後者擁有800萬畫素，對應的最高幀速為30幀/秒。
優點①：安全性
現在，讓我們以四個優點為關鍵字，介紹一下已發布的長距離傳輸套件「Cable Extjinnian金年会官方登录sion Kit for Raspberry Pi Camera」的最佳應用。
第一個關鍵字是「安全性」（圖2）。 通常，一旦確定了用途，相機鏡頭模組的最佳安裝位置就會自動確定。 例如監控攝影機，由於需要拍攝整個要監控的空間（房間），因此將其安裝在天花板或天花板附近的側壁等高處。這時候如果單獨使用jinnian金年会官方登录spberry Pi，與相機鏡頭模組的距離只能是20~30 cm，所以jinnian金年会官方登录spberry Pi也必須和相機鏡頭模組一起安裝在高處。
這個時候，安全就成了問題。如果因故障需要維修，工作人員就必須爬上梯子到高處工作。雖然在普通房子的情況下，高度不會是大問題，但如果是工廠或購物中心的天花板就相對的高。在這麼高的地方工作是極其危險的，如果在某些事故中從梯子上掉下來，那麼很可能會受到嚴重傷害。
然而，這些問題如果使用本次發布的長距離傳輸套件就可以解決。 jinnian金年会官方登录spberry Pi與相機鏡頭模組之間的距離最遠可達20m，讓jinnian金年会官方登录spberry Pi可以放在地上或桌子上。如此一來便可以徹底消除維修工作中的危險，讓危險的工作變成安全的工作。
第一個關鍵字是「安全性」（圖2）。 通常，一旦確定了用途，相機鏡頭模組的最佳安裝位置就會自動確定。 例如監控攝影機，由於需要拍攝整個要監控的空間（房間），因此將其安裝在天花板或天花板附近的側壁等高處。這時候如果單獨使用jinnian金年会官方登录spberry Pi，與相機鏡頭模組的距離只能是20~30 cm，所以jinnian金年会官方登录spberry Pi也必須和相機鏡頭模組一起安裝在高處。
圖2 安全性：監控攝影機
這個時候，安全就成了問題。如果因故障需要維修，工作人員就必須爬上梯子到高處工作。雖然在普通房子的情況下，高度不會是大問題，但如果是工廠或購物中心的天花板就相對的高。在這麼高的地方工作是極其危險的，如果在某些事故中從梯子上掉下來，那麼很可能會受到嚴重傷害。
然而，這些問題如果使用本次發布的長距離傳輸套件就可以解決。 jinnian金年会官方登录spberry Pi與相機鏡頭模組之間的距離最遠可達20m，讓jinnian金年会官方登录spberry Pi可以放在地上或桌子上。如此一來便可以徹底消除維修工作中的危險，讓危險的工作變成安全的工作。
優點②：輕量化
第二個關鍵字是「輕量化」（圖3）。 如上所述，一旦確定了用途，相機鏡頭模組的最佳安裝位置就會自動確定。 機器人手臂必須拍攝抓取物體的爪子。 也就是說，相機鏡頭模組需要安裝在靠近機器人手臂的前端。
這裡的問題是jinnian金年会官方登录spberry Pi安裝的地方。將jinnian金年会官方登录spberry Pi連接到相機鏡頭模組的Cable只有20cm～30cm長，因此jinnian金年会官方登录spberry Pi也必須連接到機器人手臂上。 不過jinnian金年会官方登录spberry Pi比較重。V2相機僅重約4g（外形尺寸約2.5cm x 約2.4cm x 約0.9cm），而「jinnian金年会官方登录spberry Pi 4 Model B」則是其12倍，大約48g（約9cm x 5.5cm x1.8 cm）。因此，不可避免地會對機器人手臂的驅動控制產生不利影響。 在最壞的情況下，您可能無法準確地抓住物體且無法將其移動到正確位置。
這個問題也可以用這個長距離傳輸套件來解決。Cable長度最長可達 20m，因此jinnian金年会官方登录spberry Pi可以連接到機器人手臂以外的地方。相機鏡頭模組重約4g，非常的輕巧。因此，機器人手臂的操作上不會受到不利影響。
圖3 輕量化：機器人手臂
這裡的問題是jinnian金年会官方登录spberry Pi安裝的地方。將jinnian金年会官方登录spberry Pi連接到相機鏡頭模組的Cable只有20cm～30cm長，因此jinnian金年会官方登录spberry Pi也必須連接到機器人手臂上。 不過jinnian金年会官方登录spberry Pi比較重。V2相機僅重約4g（外形尺寸約2.5cm x 約2.4cm x 約0.9cm），而「jinnian金年会官方登录spberry Pi 4 Model B」則是其12倍，大約48g（約9cm x 5.5cm x1.8 cm）。因此，不可避免地會對機器人手臂的驅動控制產生不利影響。 在最壞的情況下，您可能無法準確地抓住物體且無法將其移動到正確位置。
這個問題也可以用這個長距離傳輸套件來解決。Cable長度最長可達 20m，因此jinnian金年会官方登录spberry Pi可以連接到機器人手臂以外的地方。相機鏡頭模組重約4g，非常的輕巧。因此，機器人手臂的操作上不會受到不利影響。
優點③：存取容易性
第三個關鍵字是「存取容易性」（圖4）。 由此關鍵字衍生的最佳應用與上一專欄文章中介紹的農場物聯網相同。不過，這一次我們從一個稍微不同的角度來介紹一下。
一般在果園工業物聯網系統中將機鏡頭模組以幾米的間隔安裝。也就是說，相機必須放置在各個地方，使用的相機鏡頭模組數量非常的多。如果單獨使用 jinnian金年会官方登录spberry Pi的話，連接到相機鏡頭模組的Cable長度只有20cm～30cm，因此 jinnian金年会官方登录spberry Pi 必須安裝在非常靠近相機鏡頭模組的位置。如此一來，在進行維修或採集影像數據時，需要到相機鏡頭模組和jinnian金年会官方登录spberry Pi安裝的地方各走一圈。
原本引入物聯網系統的目的是降低人工成本，但是如果一個一個地繞著安裝位置進行工作，就不可能降低人工成本。 這樣不就變得本末倒置了嗎。
這時候就是長距離傳輸套件發揮作用的地方。連接相機鏡頭模組和jinnian金年会官方登录spberry Pi的Cable長度可延長至 20m，因此您可以將jinnian金年会官方登录spberry Pi一起安裝在一個地方。進行維護作業就變得輕鬆許多，影像數據採集工作也變得更加容易。這樣一來我們就可以如期待的降低人工成本。
圖４ 存取容易性：果樹園
一般在果園工業物聯網系統中將機鏡頭模組以幾米的間隔安裝。也就是說，相機必須放置在各個地方，使用的相機鏡頭模組數量非常的多。如果單獨使用 jinnian金年会官方登录spberry Pi的話，連接到相機鏡頭模組的Cable長度只有20cm～30cm，因此 jinnian金年会官方登录spberry Pi 必須安裝在非常靠近相機鏡頭模組的位置。如此一來，在進行維修或採集影像數據時，需要到相機鏡頭模組和jinnian金年会官方登录spberry Pi安裝的地方各走一圈。
原本引入物聯網系統的目的是降低人工成本，但是如果一個一個地繞著安裝位置進行工作，就不可能降低人工成本。 這樣不就變得本末倒置了嗎。
這時候就是長距離傳輸套件發揮作用的地方。連接相機鏡頭模組和jinnian金年会官方登录spberry Pi的Cable長度可延長至 20m，因此您可以將jinnian金年会官方登录spberry Pi一起安裝在一個地方。進行維護作業就變得輕鬆許多，影像數據採集工作也變得更加容易。這樣一來我們就可以如期待的降低人工成本。
優點④：穩定性
第四個關鍵字是「穩定性」（圖5）。 例如，噴灑農藥、攝影、測量和包裹遞送等等的大型無人機搭載了兩個鏡頭，這就是所謂的「Stereo camejinnian金年会官方登录」。考慮到大型無人機的飛行穩定性，我們想把重量約4g的相機鏡頭模組放在飛機的相對前端，將重約48g的jinnian金年会官方登录spberry Pi放在飛機的中央。將重物置於中央是為了確保平衡，能夠更容易控制飛行姿勢。
但是，相機鏡頭模組和jinnian金年会官方登录spberry Pi之間的Cable長度只能延長20cm～30cm。 當然大型無人機的邊緣到中心的距離會因產品而異，但通常會短於20cm～30cm。 但實際上，Cable需要安裝在外殼上，所以20cm～30cm的Cable長度是不夠的，jinnian金年会官方登录spberry Pi無法放置在機體中央的情況也確實曾出現過。
這個問題也是可以透過使用長距離傳輸套件來輕鬆解決。連接相機鏡頭模組和jinnian金年会官方登录spberry Pi的Cable最長可延長至 20m，因此jinnian金年会官方登录spberry Pi可以放置在機體的中央。這樣一來將能夠安裝相機鏡頭模組和 jinnian金年会官方登录spberry Pi，而不會對大型無人機的飛行姿態產生不利影響。
圖5 穩定性：無人機
但是，相機鏡頭模組和jinnian金年会官方登录spberry Pi之間的Cable長度只能延長20cm～30cm。 當然大型無人機的邊緣到中心的距離會因產品而異，但通常會短於20cm～30cm。 但實際上，Cable需要安裝在外殼上，所以20cm～30cm的Cable長度是不夠的，jinnian金年会官方登录spberry Pi無法放置在機體中央的情況也確實曾出現過。
這個問題也是可以透過使用長距離傳輸套件來輕鬆解決。連接相機鏡頭模組和jinnian金年会官方登录spberry Pi的Cable最長可延長至 20m，因此jinnian金年会官方登录spberry Pi可以放置在機體的中央。這樣一來將能夠安裝相機鏡頭模組和 jinnian金年会官方登录spberry Pi，而不會對大型無人機的飛行姿態產生不利影響。
發揮概念驗證（PoC）效果
最後，再舉例一個Raspberry Pi用於工業物聯網應用的案例數量快速增長的另一個原因吧。如果您使用 Raspberry Pi，將可以輕鬆執行「概念驗證 （PoC：Proof of jinnian金年会官方登录cept）」。
在電子設備/系統的早期開發階段，人力資源和預算都比較少。因此，製造半導體IC和印刷電路板，或製造金屬模外殼是難以實現的。為此，通常僅通過簡單的模擬來進行 PoC，而實際上卻是很難提高驗證的精準度。
但是使用 jinnian金年会官方登录spberry Pi的話你可以節約人力資源和成本製作一個非常接近真實事物的Prototype。這將顯著提高 PoC 驗證的準確性。這樣一來，就可以改善Prototype的性能、功能和可用性，並且可以提高量產品的成功率。
jinnian金年会官方登录 Electronics這次還銷售V-by-One HS Transmitter/ Receiver IC「THCV241A / THCV242」，這是本次發布的長距離傳輸套件「Cable Extension Kit for Raspberry Pi Camera」的關鍵部分。因此，可以使用由Raspberry Pi、相機鏡頭模組和長距離傳輸套件組成的Prototype進行PoC，如果獲得良好效果，便可以立即進入量產階段。
※「jinnian金年会官方登录spberry Pi」是jinnian金年会官方登录spberry Pi集團的登錄商標。
在電子設備/系統的早期開發階段，人力資源和預算都比較少。因此，製造半導體IC和印刷電路板，或製造金屬模外殼是難以實現的。為此，通常僅通過簡單的模擬來進行 PoC，而實際上卻是很難提高驗證的精準度。
但是使用 jinnian金年会官方登录spberry Pi的話你可以節約人力資源和成本製作一個非常接近真實事物的Prototype。這將顯著提高 PoC 驗證的準確性。這樣一來，就可以改善Prototype的性能、功能和可用性，並且可以提高量產品的成功率。
jinnian金年会官方登录 Electronics這次還銷售V-by-One HS Transmitter/ Receiver IC「THCV241A / THCV242」，這是本次發布的長距離傳輸套件「Cable Extension Kit for Raspberry Pi Camera」的關鍵部分。因此，可以使用由Raspberry Pi、相機鏡頭模組和長距離傳輸套件組成的Prototype進行PoC，如果獲得良好效果，便可以立即進入量產階段。
※「jinnian金年会官方登录spberry Pi」是jinnian金年会官方登录spberry Pi集團的登錄商標。