安防攝像頭已成為住宅、商業(yè)和工業(yè)安全系統(tǒng)中不可或缺的組成部分。許多行業(yè)報告預測，到2030年，安防攝像頭將成為圖像傳感器的第二大應用市場，僅次于手機。隨著技術的進步，電池供電的無線攝像頭因安裝簡便、靈活性強而成為發(fā)展趨勢。然而，功耗是這類攝像頭面臨的一個主要挑戰(zhàn)。這些攝像頭通常安裝在難以觸及的位置，頻繁更換電池或為電池充電會很麻煩。對于部署了多臺攝像頭的系統(tǒng)來說，這一問題會變得更加嚴峻。高效的電源管理對于延長電池續(xù)航時間至關重要，可確保攝像頭長時間保持運行。

攝像頭中的主要耗電部件包括主處理器、紅外LED（在黑暗條件下使用）和圖像傳感器。圖像傳感器是整個系統(tǒng)的主要數據來源，因此需要24/7不間斷運行。通過適當的設計，圖像傳感器可以內建多種節(jié)能特性，在降低自身功耗的同時，也帶動整個攝像頭系統(tǒng)提升能效。

安森美(onsemi)最近推出了一項名為運動喚醒的技術，能夠極為有效地優(yōu)化電池供電安防攝像頭的功耗。我們將探討運動喚醒技術的工作原理及其大幅降低功耗的能力。

電池供電攝像頭的功耗難題

電池供電的安防攝像頭具有多種優(yōu)勢，例如放置靈活、安裝成本低和可移植性強。但與此同時，也伴有一個明顯的缺點：需要充電或更換電池。頻繁更換電池或充電很麻煩，特別是當攝像頭安裝在不易觸及的位置時。傳統(tǒng)的電池供電攝像頭由于需要持續(xù)運行且不能停機，耗電量極大。許多傳感器不具備運動檢測能力，也缺乏可調整的低功耗模式，需要依靠主處理器來檢測和識別運動。在這種情況下，傳感器和處理器都在不斷消耗電量。

為了解決這一難題，安森美將運動喚醒功能融入旗下的Hyperlux LP（低功耗）和Hyperlux LH系列圖像傳感器。運動喚醒技術使攝像頭能夠在平時保持極低的功耗狀態(tài)，只有在檢測到運動時才會完全激活，從而顯著降低了攝像頭在空閑狀態(tài)下的功耗，有效延長了電池的續(xù)航時間。

運動喚醒技術的工作原理

當未檢測到運動時，運動喚醒技術使圖像傳感器以低分辨率和低幀率運行，處于一種預檢測模式。這種模式下的功耗不到滿負荷運行時的百分之一，相當于讓攝像頭進入近乎休眠的狀態(tài)。當圖像傳感器檢測到移動時，會觸發(fā)中斷機制喚醒系統(tǒng)，并將檢測到的對象圖像傳輸至處理器進行分析，以判斷是否需要切換到全分辨率、高幀率模式來捕捉和處理對象畫面。

下面詳細介紹了運動喚醒操作的幾個關鍵階段：

預檢測狀態(tài)：圖像傳感器進入經過優(yōu)化的超低功耗模式，以低分辨率和低幀率運行，在保持最小能耗的同時持續(xù)監(jiān)測任何運動跡象。如果需要進一步降低功耗，圖像傳感器甚至可以進入待機狀態(tài)，只有當被動紅外(PIR)傳感器檢測到運動時，才進入超低功耗模式。

運動喚醒功能還可通過16x9網格得到進一步增強，最終用戶和處理器可以指定圖像傳感器在哪個區(qū)域內進行運動檢測，從而有效減少下文中將探討的誤檢問題。

運動檢測：當在視野范圍內檢測到運動時，圖像傳感器會觸發(fā)中斷機制，向圖像信號處理器(ISP)或系統(tǒng)單芯片(SoC)發(fā)出警報。然后，ISP/SoC會驗證檢測到的運動是否與應用場景相關（例如，區(qū)分是有人靠近還是樹在風中搖曳）。

完全激活：如果檢測到的運動具有相關性，圖像傳感器和攝像頭的處理系統(tǒng)將完全激活，捕捉高分辨率畫面，并根據需要向用戶或安防系統(tǒng)發(fā)出警報，同時將畫面存儲在本地非易失性存儲器中。

返回預檢測狀態(tài)：完成畫面捕捉后，如果未再檢測到運動，系統(tǒng)將返回低功耗的預檢測模式，直至檢測到下一次運動事件。

安森美運動喚醒技術為電池供電攝像頭賦予的優(yōu)勢

運動喚醒功能為電池供電的安防攝像頭帶來了多種優(yōu)勢，成為打造高效、持久運行監(jiān)控系統(tǒng)的理想方案：

延長電池續(xù)航時間

行業(yè)趨勢表明，電池供電攝像頭的目標是實現180天的續(xù)航時間，一些制造商的目標甚至達到了連續(xù)運行長達一年。安森美的運動喚醒功能正是邁向這一目標的重要一步，大幅減少了頻繁更換電池或充電的需求。

在未檢測到運動時，運動喚醒功能讓攝像頭保持在低功耗狀態(tài)，從而節(jié)省電量，延長攝像頭的運行周期。不僅如此，主處理器也可以進入待機模式，只有當圖像傳感器檢測到運動并發(fā)出中斷信號時才會喚醒，從而使整個系統(tǒng)的節(jié)能效果成倍提升。

優(yōu)化性能且不影響畫質

通常情況下，全分辨率和全幀率僅需運行一小段時間，圖像傳感器大部分時間都處于低功耗的預檢測狀態(tài)。 攝像頭在空閑期間以超低功耗模式運行，當檢測到運動時，會快速切換到完整功能狀態(tài)。此舉保證了系統(tǒng)在必要時可獲取清晰且高分辨率的圖像，不會影響安防攝像頭圖像流的整體質量。此功能對于需要可靠和及時監(jiān)控的應用至關重要，例如住宅、商業(yè)場所或工業(yè)場所的出入口區(qū)域。

減少誤報

運動檢測系統(tǒng)的一個常見問題是無關運動（例如搖晃的樹木和小動物）容易引起誤報。安森美的運動喚醒系統(tǒng)采用了先進的功能，使圖像傳感器能夠區(qū)分重要事件和背景干擾。通過過濾無關運動，運動喚醒技術能夠減少誤報數量，確保系統(tǒng)僅在真正重要的事件發(fā)生時才會啟動。

對住宅用戶和商業(yè)用戶的影響

對于住宅用戶來說，配備安森美運動喚醒功能的安防攝像頭帶來了安心與便利。由于電池續(xù)航時間延長，用戶無需擔心頻繁充電，打造真正省心無憂的家庭安防體驗。無論是監(jiān)控前門、后院還是車道，此類攝像頭都能提供高效的監(jiān)控，而且無需頻繁維護。

商業(yè)和工業(yè)設施也能從中受益匪淺。在商業(yè)和工業(yè)環(huán)境中，安防攝像頭通常部署在難以觸及的區(qū)域，例如建筑物外墻高處或天花板上。降低電池更換頻率不僅可以節(jié)省人工成本，還可以確保攝像頭在更長時間內保持正常運行和可靠性能，對于依靠持續(xù)監(jiān)控來確保安全、防盜和合規(guī)的企業(yè)來說，具有重要意義。

專為滿足安防系統(tǒng)的低功耗需求而設計

優(yōu)化電池供電安防攝像頭的功耗，對于確保高效、持久的運行至關重要。安森美的運動喚醒技術提供了一種實用的方案，可在低功耗和高畫質監(jiān)控之間取得平衡。通過延長電池續(xù)航時間和提高可靠性，運動喚醒技術使無線安防攝像機在部署上更加靈活、經濟，成為現代化安防系統(tǒng)中不可或缺的一環(huán)。