紅外熱成像儀最開始起源于軍用，逐漸才轉為民用，放在十多年前，熱成像儀基本都算高端的儀器，價格也非常昂貴，動辄幾萬甚至幾十萬。不過，這種情況在最近幾年有了很大的改善。一方面是因為國内不少廠商都陸續突破了紅外探測器技術，像海康威視、高德紅外等；另外一方面，熱成像儀的應用領域也拓展了，除了軍用，現在的工業、電力、樓宇等領域都有熱成像儀的影子，甚至說網上很多電子産品評測的自媒體博主都人手一個熱成像儀，而熱成像儀從小衆走向大衆最重要的一個因素就是價格降下來了。

比如本期貿澤電子爆款拆評要拆解的這款海康威視的熱成像儀H11，優惠下來的價格隻要1000多元。從外觀看，H11中規中矩，基本和一些傳統入門級的熱成像儀一個造型。在參數上，H11擁有160*120的分辨率（探測器的分辨率），量程在-20℃到350℃，搭載了一塊3.2英寸的LCD屏，内置了4GB的存儲，采用可充電锂電池供電，可以直接通過USB TYPE-C接口線充。H11為什麼能做到這麼親民的價格呢？内部用的又是什麼硬件方案呢？是不是非常好奇，拆解一探究竟。

拆解

熱成像儀的使用體驗以及拆解過程可以觀看視頻，文章内容主要來剖析H11拆解後的硬件情況。拆解完内部的硬件主要是兩個部分：紅外探測器模組以及PCB主闆。

• 紅外探測器模組

将紅外探測器模組再次拆分後可以看到内部的電路以及結構。

紅外探測器采用的是海康威視自家的非制冷氧化釩長波紅外焦平面陣列，160*120分辨率，采用COB的封裝，直接貼片在PCB闆上。自研自産的探測器打破了國外壟斷的局面，走出了堅實有力的一步。與探測器配套的是紅外鏡頭，主要是用于接收和彙聚被測物體發射的紅外輻射。

而在探測器與紅外鏡頭中間有一個“黑匣子”結構，不出意外應該是紅外熱成像儀的擋片切換電路。擋片内置于鏡頭和探測器之間，目的是為了适應探測器的測溫缺陷而存在的。尤其是入門級的熱成像儀，無法根據外界的溫度和濕度進行自适應調整，所以熱成像儀觀測一段時間或者觀測的溫度變化時需要通過擋片遮擋來重置探測器參數，達到測溫和圖像校準的目的。當然，也有高端的沒有擋片的熱成像儀，但是往往價格很昂貴，這就不在本期視頻中讨論了。

另外可以看到紅外探測器模組小闆上還有其餘的一些器件，旺宏的32MB SPIFLASH MX25L25645GZ2I以及信号鍊的一些芯片。所以整個紅外探測器模組的功能就是将熱輻射信号變成電信号，傳輸到PCB主闆上處理。

• PCB主闆電路

PCB主闆正面是一塊3.2英寸的LCD屏幕，屏幕下方有一顆蜂鳴器，用于溫度過熱提示報警；而主要的電路都布局在PCB背面，包括接收、處理控制的核心電路以及一些外設接口電路。

PCB主闆背面中間幾顆大的芯片分别為英特爾的cyclone 10 FPGA、東芝的eMMC 5.0存儲以及海康威視的SoC：

• 英特爾FPGA芯片型号為10CL016ZU256I8G，采用了256pin腳的BGA封裝，具備15408個邏輯單元，屬于面向工業級領域的産品；
• 東芝存儲芯片的型号為THGBMDG5D1LBAIT ，為4GB的eMMC5.0，主要用于存儲系統固件以及拍攝的熱成像圖片；
• 海康威視的SoC為筆者推測的結果，未查到具體的功能，但結合整個 PCB 布局的器件以及外擴功能來看，猜測這顆SoC可能集成了一到兩顆Arm的處理内核，集成了像圖像/視頻DSP，并且集成衆多外設像UART、SPI、SDIO 接口等。

從硬件方案來看，英特爾的cyclone 10 FPGA芯片主要作為接口電路芯片，一方面接收來自紅外探測器輸出的數據，接收的數據會暫時緩存在FPGA的部分SRAM中，當采集完一幀紅外圖像數據後再傳輸到海康威視的SoC中。SoC将處理來自FPGA的數據，并通過LCD的接口輸出到屏幕上顯示。所以看了這個硬件方案，英特爾的cyclone FPGA 海康威視SoC是否可以直接用AMD的Zynq系列SoC來實現呢？畢竟Zynq系列SoC本身就包含了基于Arm内核的處理系統以及可編程邏輯單元，有想法的小夥伴可以留言讨論。

除了核心的傳輸、處理電路，PCB主闆上還包括電池供電的電源管理電路以及锂電池充電電路。

電源管理電路的核心硬件方案采用德州儀器的電源管理芯片TPS63020。這是一顆工業級的高性能升降壓芯片，可以在支持1.8V~5.5V的寬輸入電壓範圍内實現大電流和高效率。也就是說，無論是1.8V、2V、3V這些低輸入電壓，它的輸出都可以固定，所以特别适合電池放電的應用，因為随着電池的放電，電壓是會下降的，使用這顆芯片就能夠提高電池的效率，盡可能的榨幹電池電量。

而锂電池充電電路采用的是國産芯片的方案，聖邦微電子的锂電池充電管理芯片SGM41511。可以支持3.9V~13.5V的寬電壓輸入，因此也适合除了5V USB充電外的其它應用，如車充，牆壁上的電源适配器等。此外它還支持USB OTG功能，可以實現最大1.2A的輸出；可以通過I2C接口可以配置不同的工作模式；整個芯片也集成了過溫過壓等保護功能。

海康威視H11熱成像儀中主要涉及到的一些芯片參考如下：

小結

看完海康威視H11熱成像儀的硬件解決方案，從功能來說，這個熱成像儀主要分為5個部分。首先是紅外探測器模組，其中采用了海康威視自家的紅外探測傳感器；其次是接口傳輸以及數據處理顯示，這部分用到了英特爾的FPGA以及海康威視自家的SoC；然後是電池充電電路以及系統電源管理部分，分别用到了聖邦微電子的充電管理芯片以及德州儀器的電源管理芯片。

從元器廠商分布來看，國産芯片廠商數量要占大頭，但是對比國外半導體廠商的産品，還有提升空間，比如采用的英特爾FPGA、東芝存儲以及德州儀器電源管理這些芯片類型恰好是國産芯片的短闆。不過，作為一個以整機為主的産品方案廠商，海康威視也不斷自研芯片來應對來自複雜多變的供應鍊的挑戰，相信看到這裡的小夥伴也能明白為何海康威視的熱成像儀可以做到1000多人民币的價格，畢竟核心的紅外探測傳感器、核心的處理控制SoC都是海康威視自研自産的。若國産芯片廠商在持續投入自研芯片的同時，另辟蹊徑，能重點加強芯片功能的差異化創新，那麼相信用不了多久，市面上會出現更多像海康威視熱成像儀一樣更具有性價比的産品，而最終受益的都是我們這群消費者。

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