思特威物联网专题—快速启动技术,低功耗IoT设备进阶必备

2024-02-29

随着物联网技术的持续发展与深化,智能家居的应用已悄然渗透至日常生活之中,成为日常的一部分。市面上流行的智能家居装置,例如智能可视门铃、家庭用网络摄像机等,多选用无需布线、体积轻巧、便于安装并支持无线WiFi联网检查的锂或干电池供电的摄像头。这些设备因其诸多便利性,在消费市场中大受欢迎。Yole最新发布的预测指出,至2028年,此类产品的出货量预计将达到1.9亿台。

然而,值得注意的是,无线电池摄像头在续航能力上仍存在局限性:它们通常采用锂或干电池供电,需定期进行充电或更换电池以维持工作状态。这无疑对设备的长期稳定运行构成了挑战,因此开发高性能、低功耗的摄像头系统设计解决方案显得尤为重要且迫切。

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确信无疑,将此类低功耗设计理念应用于无线电池摄像头之中,无疑是可行且颇具前瞻性的。通过巧妙集成传感器以感知诸如抬手或注视等用户活动状态变化,摄像头能够实现从待机模式至完全激活的切换。此举不仅有效地延长了设备的续航时间,同时也显著降低了能效消耗,在保持用户体验的同时,确保了设备性能与电池寿命的双重优化。在无线电池摄像头的上下文中实施此类功能,意味着即便是在电源供应有限的条件下,用户也能够享受到持续、稳定的高精度视频监控或摄影服务,而不必担心因频繁唤醒设备而导致的电量迅速耗尽问题。

确实,普遍而言,无线电池供电的摄像设备配备了节能机制,其核心在于采用被动红外传感器作为激活系统的触发装置。此设计专为在有人活动时启动录像而优化,以节省电力资源。当检测到人体热源进入预设的感应区域,PIR会产生高电平信号,从而唤醒摄像头系统,使其实现从休眠或待机状态的快速启动,并开始记录可视范围内的动态事件。反之,在判定区域内无生命迹象时,摄像头系统将维持在休眠或待机模式下,以确保电力的高效利用和延长电池寿命。这种节能策略极大地提升了无线电池供电摄像头的整体效能与续航能力,使其成为监控应用的理想选择。

传统的低功耗无线电池监控摄像系统主要由图像传感器、主控片上系统芯片以及热释电红外传感器等关键组件构成。每当监测到特定事件触发系统启动,CIS便优先捕获并解析环境光线强度的模拟信号,继而通过集成在主控SoC芯片上的图像信号处理器,确保影像获取过程处于最佳状态。

即便在相对稳定的明亮环境中,从全面激活至实现初始拍摄所需的延迟时间,通常会超过250毫秒。这种响应滞后现象,尤其当目标如人员或动物在视野内快速移动时,容易导致摄像系统捕获的影像未能充分捕捉到目标,往往只能保存下模糊不清或是亮度调整未达预期状态的画面。

为寻觅解决方案,思特威,这家专注于高阶CMOS图像传感器研发的技术先锋,已推出一款专为智能物联网领域设计的低功耗快速启动方案——SmartAEC™技术。此创新之举实现了在保障超快唤醒速度的同时,显著降低了能耗,通过内置的AEC、AGC与AWB功能,令成像传感器能在毫秒间迅速激活,从而满足了市场对高效能、低功耗的需求。

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在采用SmartAEC™技术加持的高速启动框架下,所选用的CIS展现出卓越性能,在标准光线条件下,从休眠状态迅捷激活至完成初始化,所需时间仅限于40毫秒之内;在极端昏暗或过亮的照明场景下,其启动速度亦不超过60毫秒。与传统CIS相比较,此类解决方案在启动时长方面实现了约60%及超过67%的显著优化。因此,SmartAEC™快启CIS能够为摄像头系统提供更为稳定、精确的第一帧画面,确保能及时捕捉并呈现事件全过程中的清晰影像,从而极大地提升了系统的整体性能与用户体验。

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得益于集成的自动化工程计算功能,SmartAEC™快速启动成像传感器不仅展现出超乎寻常的启动速度,而且在能效表现上同样出类拔萃。这款创新设计令其工作时的最大功耗低至60毫瓦以下,相较于传统成像传感器,在执行一次快速初始化操作中可节省高达85%的能量消耗。更令人印象深刻的是,其待机模式下的功率需求也被控制得极为精简,最低降至10瓦以下。

进一步地,SmartAEC™快速启动成像传感器与低功耗快启主控系统级芯片协同工作,共同优化摄像头系统的整体能耗分配。这种紧密集成的设计策略不仅为无线电池供电的摄像头设备提供了更持久的续航能力,而且在不牺牲性能的前提下实现了对电池资源的高效管理,确保了其长时间稳定运行的能力,从而显著提升了用户体验与系统效率。

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采用集成SmartAEC™快速启动CIS技术的低功耗快速启动摄像模块,在成本优化层面展现出卓越效能。

相较于业界内传统的低功耗快速启动CMOS图像传感器,我们的SmartAEC™快速启动CIS在集成电路的物理尺寸与经济投入上展现出卓越的优势。

此低能耗摄像解决方案摒弃了传统意义上的模擬光敏电阻组件,从而在整体架构中实现了成本与能效的双层优化。

专为协同使用SmartAEC™快速启动CIS而设计的低功耗快启主控SoC芯片,在成本效益上显著优于业界同类传统的快启主控SoC解决方案,展现出卓越的成本优化性能。

考虑到低功耗摄像机在24/7全时段录制的能效需求,思特威携手主控SoC芯片供应商共同研发了搭载第二代SmartAEC™快速响应CIS的节能高效方案。此方案具备全天候录像功能,在无特定事件触发时,以每秒仅一帧的极致低频进行节能录制;而一旦遭遇事件激活,则能迅速启动,并切换至常规录制模式,确保不间断的全时段监控覆盖,从而实现7*24小时持续无间断的图像记录。这一解决方案不仅适用于依赖电池供电的智能门铃、锁具和行车记录仪等设备,更可解决太阳能4G监控系统在能源供应受限时需严格控制能耗的问题,特别是因天气变化导致电力储存不足的情况。

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作为专注于高端智能影像科技研发的企业,思特威见证了物联网领域迅猛的增长态势,并在其发展进程中扮演了不可或缺的角色。凭借其在智能安全及其他应用领域的技术专长和对消费者需求的敏锐洞察,自2020年起,思特威成功推出了覆盖物联网系列的图像传感器产品。这些设备集成了SmartAEC™快速启动功能、低能耗特性、内置高动态范围、卓越的灵敏度以及信噪比优化等亮点技术,以卓越的成像性能赢得了市场与客户的广泛赞誉和积极反馈。

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迄今为止,思特威已成功实现其3MP至4MP分辨率物联网系列图像传感器的全面量产,并隆重发布了具备5MP分辨率的新一代物联网系列图像传感器产品。随着物联网领域技术的不断进步与普及,万物互联的时代正日益临近。

展望未来,思特威将持续推出一系列高规格、高性能的物联网应用产品,旨在优化提升物联网终端设备的功能性能,为推动行业的高质量发展提供强劲的技术支撑与动力源泉。

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