物联网专题 | 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和存储容量，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和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%和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