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物联网专题 | 快速启动技术,低功耗IoT设备进阶必备

时间:2024-02-29 阅读:
快速启动技术,低功耗IoT设备进阶必备

近年来,随着物联网技术的不断演进,智能家居应用逐渐融入人们的日常生活。市面上常见的智能家居设备,如智能可视门铃、家用摄像头(IPC)等,多为无线电池供电摄像头(以下简称“无线电池摄像头”),因体积小巧、无需布线、安装灵活、支持WiFi联网查看等特点,在消费端市场广受追捧。据Yole最新预测,到2028年,该类设备的出货量将增长至1.9亿颗。与此同时,无线电池摄像头在续航能力方面的局限性依然不可忽视:它们一般采用锂电池或干电池供电,需定期充电或更换电池。因此,高性能、低功耗的摄像头系统设计解决方案迫在眉睫。

 

无线电池摄像头如何省电?

为降低系统功耗,先进的主流智能手机通常配备了“抬手亮屏”或“注视亮屏”的功能,通过手机内部传感器检测来激活手机从息屏到完全亮起,以降低手机功耗。那么,类似这样的低功耗设计是否可以用于无线电池摄像头呢?

事实上,常见的无线电池摄像头也有省电模式,一般采用被动红外传感器(PIR)作为系统唤醒的触发器,适用于有人出现才需要录像的情况。当有人进入传感器探测范围,PIR产生高电平信号,触发摄像头系统从休眠或待机状态启动,记录可视范围内的事件;当传感器探测范围内无人出现时,摄像头系统则保持休眠或待机状态。这样的省电模式设计可大大节省系统功耗存储容量,进而提升无线电池摄像头的续航能力

快速启动,为何成为无线电池摄像头必备黑科技?

传统的低功耗无线电池摄像头系统一般由图像传感器(CIS)主控SoC芯片PIR传感器等部件组成。当摄像头系统受事件触发进行启动时,其中的CIS首先接收由模拟光敏检测到的环境亮度值,再依靠主控SoC芯片上的图像信号处理器(ISP)来调整达到合适的图像拍摄状态。即便在稳定的普通光线环境下,CIS完全启动耗时会达到250ms以上(>0.25秒)。因此,在拍摄人员或动物在可视范围内快速移动的事件时,摄像头系统的长响应延迟,会导致事件影像亮度画质刚达到合适状态但目标已离开的情况。为解决这个问题,技术先进的CMOS图像传感器供应商思特威(SmartSens)已推出面向智能物联网应用的低功耗快速启动解决方案——SmartAEC™技术。该项技术兼顾极速唤醒极低功耗两大性能优势,通过内置AEC(自动曝光控制)/AGC(自动增益控制)/AWB(自动白平衡)等功能,来实现CIS的毫秒级唤醒

01 极速唤醒

在超高启动帧率加持下,搭载思特威SmartAEC™技术的CIS(以下简称“SmartAEC™快启CIS”)在普通光照环境下从休眠状态到完成启动低至40ms以内(<0.04秒),在极暗或极亮的光照环境下完成启动则低至60ms以内(<0.06秒),与业内传统CIS相比,启动耗时分别节省了约60%67%以上,可为摄像头系统带来更加稳定精确的首帧画面,及时捕捉到事件全程的清晰影像。

02 极低功耗

得益于内置AEC等功能的作用,SmartAEC™快启CIS不仅拥有更快的启动速度,也同时具备出色的低功耗性能。SmartAEC™快启CIS的工作功耗低至60mW以下;相较业内传统CIS,完成单次CIS快启可节省85%以上的功耗;其待机功耗低至10μW以下。SmartAEC™快启CIS搭配后端低功耗快启主控SoC芯片,共同为摄像头系统整体功耗减负,保证无线电池摄像头设备具有更长的续航能力。

03 成本优势

搭载SmartAEC™快启CIS的低功耗快启摄像头设计方案在成本方面实现了有效控制:

  • 相较业内传统低功耗快启CIS,SmartAEC™快启CIS在芯片尺寸及成本方面优势显著。
  • 该低功耗摄像头设计方案减去了模拟光敏电阻,为整个系统节省了相应成本和功耗。
  • 需与SmartAEC™快启CIS搭配使用的低功耗快启主控SoC芯片,与业内传统快启主控SoC芯片相比,成本优势更胜一筹。

值得一提的是,为满足低功耗摄像头24小时全天持续录像的需求,思特威联合主控SoC芯片厂合作开发了搭载第二代SmartAEC™快启CIS的低功耗快启方案,可支持全时录像(AOV)功能,在无事件触发时以每秒1帧的超低帧率进行超低功耗录制,遇事件触发后极速唤醒进行正常录制,从而实现7*24小时全天候录像,不仅适用于智能门铃/锁、行车记录仪、打猎相机等电池供电摄像头设备,也能解决太阳能4G监控等无电无网设备因天气原因储电不足需节电工作的难题。

作为致力于高端智能成像技术创研的企业,思特威见证并参与了物联网行业的快速崛起。凭借在智能安防等领域的技术优势和对市场需求的持续关注,思特威自2020年起相继推出物联网系列(IoT Series)图像传感器,集SmartAEC™快启功能、低功耗、内置HDR、高灵敏度、高信噪比等性能优势于一身,以优异的成像表现,获得市场客户的信赖与积极评价。

截至目前,思特威3MP至4MP分辨率IoT系列图像传感器均已量产,5MP分辨率IoT系列图像传感器新品已正式发布。伴随着物联网技术的蓬勃发展,万物互联的时代离我们更近了一步。未来,思特威将陆续推出更多高性能IoT应用系列产品,助力物联网应用终端的性能升级,为行业高质量发展注入技术新动力。

责编:Johnson Zhang

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