思特威物聯(lián)網(wǎng)專題-快速啟動技術(shù)，低功耗IoT設(shè)備進階必備

近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷演進，智能家居應(yīng)用逐漸融入人們的日常生活。市面上常見的智能家居設(shè)備，如智能可視門鈴、家用攝像頭(IPC)等，多為無線電池供電攝像頭(以下簡稱“無線電池攝像頭”)，因體積小巧、無需布線、安裝靈活、支持WiFi聯(lián)網(wǎng)查看等特點，在消費端市場廣受追捧。據(jù)Yole最新預(yù)測，到2028年，該類設(shè)備的出貨量將增長至1.9億顆。與此同時，無線電池攝像頭在續(xù)航能力方面的局限性依然不可忽視：它們一般采用鋰電池或干電池供電，需定期充電或更換電池。因此，高性能、低功耗的攝像頭系統(tǒng)設(shè)計解決方案迫在眉睫。

無線電池攝像頭如何省電？

為降低系統(tǒng)功耗，先進的主流智能手機通常配備了“抬手亮屏”或“注視亮屏”的功能，通過手機內(nèi)部傳感器檢測來激活手機從息屏到完全亮起，以降低手機功耗。那么，類似這樣的低功耗設(shè)計是否可以用于無線電池攝像頭呢？

事實上，常見的無線電池攝像頭也有省電模式，一般采用被動紅外傳感器(PIR)作為系統(tǒng)喚醒的觸發(fā)器，適用于有人出現(xiàn)才需要錄像的情況。當(dāng)有人進入傳感器探測范圍，PIR產(chǎn)生高電平信號，觸發(fā)攝像頭系統(tǒng)從休眠或待機狀態(tài)啟動，記錄可視范圍內(nèi)的事件；當(dāng)傳感器探測范圍內(nèi)無人出現(xiàn)時，攝像頭系統(tǒng)則保持休眠或待機狀態(tài)。這樣的省電模式設(shè)計可大大節(jié)省系統(tǒng)功耗和存儲容量，進而提升無線電池攝像頭的續(xù)航能力。

快速啟動，為何成為無線電池攝像頭必備黑科技？

傳統(tǒng)的低功耗無線電池攝像頭系統(tǒng)一般由圖像傳感器(CIS)、主控SoC芯片、PIR傳感器等部件組成。當(dāng)攝像頭系統(tǒng)受事件觸發(fā)進行啟動時，其中的CIS首先接收由模擬光敏檢測到的環(huán)境亮度值，再依靠主控SoC芯片上的圖像信號處理器(ISP)來調(diào)整達到合適的圖像拍攝狀態(tài)。即便在穩(wěn)定的普通光線環(huán)境下，CIS完全啟動耗時會達到250ms以上(>0.25秒)。因此，在拍攝人員或動物在可視范圍內(nèi)快速移動的事件時，攝像頭系統(tǒng)的長響應(yīng)延遲，會導(dǎo)致事件影像亮度畫質(zhì)剛達到合適狀態(tài)但目標(biāo)已離開的情況。

為解決這個問題，技術(shù)先進的CMOS圖像傳感器供應(yīng)商思特威(SmartSens)已推出面向智能物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的低功耗快速啟動解決方案——SmartAEC?技術(shù)。該項技術(shù)兼顧極速喚醒和極低功耗兩大性能優(yōu)勢，通過內(nèi)置AEC(自動曝光控制)/AGC(自動增益控制)/AWB(自動白平衡)等功能，來實現(xiàn)CIS的毫秒級喚醒。

01 極速喚醒

在超高啟動幀率加持下，搭載思特威SmartAEC?技術(shù)的CIS(以下簡稱“SmartAEC?快啟CIS”)在普通光照環(huán)境下從休眠狀態(tài)到完成啟動低至40ms以內(nèi)(<0.04秒)，在極暗或極亮的光照環(huán)境下完成啟動則低至60ms以內(nèi)(<0.06秒)，與業(yè)內(nèi)傳統(tǒng)CIS相比，啟動耗時分別節(jié)省了約60%和67%以上，可為攝像頭系統(tǒng)帶來更加穩(wěn)定精確的首幀畫面，及時捕捉到事件全程的清晰影像。

02 極低功耗

得益于內(nèi)置AEC等功能的作用，SmartAEC?快啟CIS不僅擁有更快的啟動速度，也同時具備出色的低功耗性能。SmartAEC?快啟CIS的工作功耗低至60mW以下；相較業(yè)內(nèi)傳統(tǒng)CIS，完成單次CIS快啟可節(jié)省85%以上的功耗；其待機功耗低至10μW以下。SmartAEC?快啟CIS搭配后端低功耗快啟主控SoC芯片，共同為攝像頭系統(tǒng)整體功耗減負(fù)，保證無線電池攝像頭設(shè)備具有更長的續(xù)航能力。

03 成本優(yōu)勢

搭載SmartAEC?快啟CIS的低功耗快啟攝像頭設(shè)計方案在成本方面實現(xiàn)了有效控制：

●   相較業(yè)內(nèi)傳統(tǒng)低功耗快啟CIS，SmartAEC?快啟CIS在芯片尺寸及成本方面優(yōu)勢顯著。

●   該低功耗攝像頭設(shè)計方案減去了模擬光敏電阻，為整個系統(tǒng)節(jié)省了相應(yīng)成本和功耗。

●   需與SmartAEC?快啟CIS搭配使用的低功耗快啟主控SoC芯片，與業(yè)內(nèi)傳統(tǒng)快啟主控SoC芯片相比，成本優(yōu)勢更勝一籌。

值得一提的是，為滿足低功耗攝像頭24小時全天持續(xù)錄像的需求，思特威聯(lián)合主控SoC芯片廠合作開發(fā)了搭載第二代SmartAEC?快啟CIS的低功耗快啟方案，可支持全時錄像(AOV)功能，在無事件觸發(fā)時以每秒1幀的超低幀率進行超低功耗錄制，遇事件觸發(fā)后極速喚醒進行正常錄制，從而實現(xiàn)7*24小時全天候錄像，不僅適用于智能門鈴/鎖、行車記錄儀、打獵相機等電池供電攝像頭設(shè)備，也能解決太陽能4G監(jiān)控等無電無網(wǎng)設(shè)備因天氣原因儲電不足需節(jié)電工作的難題。

作為致力于高端智能成像技術(shù)創(chuàng)研的企業(yè)，思特威見證并參與了物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的快速崛起。憑借在智能安防等領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢和對市場需求的持續(xù)關(guān)注，思特威自2020年起相繼推出物聯(lián)網(wǎng)系列(IoT Series)圖像傳感器，集SmartAEC?快啟功能、低功耗、內(nèi)置HDR、高靈敏度、高信噪比等性能優(yōu)勢于一身，以優(yōu)異的成像表現(xiàn)，獲得市場客戶的信賴與積極評價。

截至目前，思特威3MP至4MP分辨率IoT系列圖像傳感器均已量產(chǎn)，5MP分辨率IoT系列圖像傳感器新品已正式發(fā)布。伴隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，萬物互聯(lián)的時代離我們更近了一步。未來，思特威將陸續(xù)推出更多高性能IoT應(yīng)用系列產(chǎn)品，助力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用終端的性能升級，為行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展注入技術(shù)新動力。