低功耗4G摄像机行业发展

发布时间: 2025-03-27 10:05:02

京东与小米正式签署的2000万台低功耗摄像机的战略合作协议消息，也浅浅的谈一谈近两年来大热的4G低功耗摄像机。

一、市场和行业的双向驱动，市场持续增长

根据Statista和IDC的预测，2024年全球智能安防摄像头出货量预计达 1.8亿-2.2亿台，受农村、户外等无网场景需求驱动、低功耗技术进步、4G流量成本的下降，4G低功耗摄像头市场占比逐年提升，市场占比从年初的10%提升至25%，2024 年低功耗IPC市场规模达140亿元，全球出货量约2800万台，国内市场突破1000万台。随着国内电信运营商的加码、安防厂商的推动，预计未来两年国内4G低功耗摄像机将迎来爆发式增长。

按照预测2025年较2024年100%增长（市场预测中国2025年低功耗摄像头出货达2200万台），小米每年出货量666万台的话，接近占整个国内30%份额，有点难度，小米、京东你们加油哦。

且不说小米能否达成三年2000万台的目标，4G低功耗摄像机增速来说依然为行业指明了确定性的方向，4G低功耗摄像头将成本行业新的增长引擎。

随着物联网技术的迅猛发展，4G低功耗技术已成为推动行业进步的关键力量。特别是在消费类安防领域，4G低功耗摄像头的广泛应用，正引领着一场市场变革。

4G低功耗摄像头以“无网无电”的特点，受到很多户外电源供电不方便、Wi-Fi或有线网络连接不方便的场景应用（如农场、森林、水库等）、移动场景（如看宠物、看婴儿等）的青睐；另外一方面，随着4G流量、4G模组价格下降，使得4G摄像头的应用突破了用户对成本的顾虑。

同时，4G流量池的出现，给摄像头生产或研发厂商提供了除售卖硬件之外的可持续运营的收益，使得卖家进一步有了助推产品的动力。

确定的市场需求，行业产业链的成熟，厂商的助推，进一步驱动了市场的高速增长。

二、技术革新，提升用户体验

4G低功耗摄像机，顾名思义，核心技术落脚在了4G通信技术和低功耗技术，4G通信技术和网络覆盖是移动网络摄像头应用的核心，4G通信技术和网络覆盖在中国无需赘述，这里重点浅析一下低功耗技术。低功耗技术是一项复杂的工程，主要通过主控芯片优化、电源管理系统优化、传感器优化、通信优化、软件算法优化等系统优化，尽可能降低其能耗，以让设备待机时间更长，适应不同应用场景的需求，特别是对于一些需要依靠电池供电或对功耗有严格限制的场景，如偏远户外无人值守的水库、森林，如户外可视化巡逻机器人等。

主控芯片：采用低功耗的芯片设计是降低摄像头功耗的关键。例如，一些芯片制造商通过优化芯片的制程工艺，采用更先进的半导体制造技术，如从传统的 28nm 工艺提升到 8nm 工艺，可显著降低芯片的漏电功耗和动态功耗。同时，在芯片架构上进行优化，采用大小核异构架构，根据不同任务的负载需求，灵活调配处理器资源，让不同核心在不同工作状态下发挥最佳能效。

电源管理：通过智能电源管理芯片和相关电路，对摄像头的各个组件进行精细的电源管理。例如，在摄像头待机时，自动降低非关键电路的供电电压，将一些暂时不需要的模块进入休眠状态，以减少静态功耗。当有拍摄或数据传输任务时，再快速恢复供电，确保设备正常工作。此外，还可以采用能量回收技术，将摄像头在工作过程中产生的多余能量（如传感器模块产生的热能等）通过特定的电路转化为电能并储存起来，供后续使用。

传感器技术：选择低功耗的图像传感器也是降低功耗的重要环节。例如，一些 CMOS 图像传感器采用了背照式（BSI）或堆栈式（Stacked）技术，在提高感光性能的同时，降低了传感器的功耗。这些技术通过优化传感器的结构，使光线能够更有效地到达感光元件，从而在相同的光照条件下，能够以较低的感光度设置获得高质量的图像，进而减少了传感器的工作电流，降低功耗。另外，一些传感器还具备自动感光度调节功能，根据环境光线的强弱自动调整感光度，避免不必要的高功耗运行。

通信优化：通过优化摄像头与云平台的通信协议和传输方式可以降低通信过程中的功耗。能够在保证数据传输质量和保活链路的前提下，降低通信模块的工作功率。同时，优化数据传输策略，减少不必要的数据传输，只在有重要事件发生或需要实时监控时才进行数据传输，平时则保持低功耗的待机状态。

软件算法：通过优化摄像头的图像处理算法和软件程序，降低对硬件资源的需求，从而间接降低功耗。例如，采用高效的视频图像超级压缩算法，在保证图像质量的前提下，将图像数据压缩到更小的体积，减少数据处理和传输过程中的能耗。同时，在软件层面实现智能场景识别和自适应功能，根据不同的拍摄场景和任务需求，自动调整摄像头的参数设置，如帧率、分辨率等，避免摄像头在不必要的高能耗模式下运行。

4G低功耗摄像头技术行业应用目前较热的莫过于AOV技术了，但是很多人不知道的是行业首次应用并不是在IPC，而是在知名智能门锁厂商德施曼发布的智能门锁的哨兵系统；据德施曼产品发布会介绍，哨兵系统是德施曼通过硬件创新（双猫眼）、全系统优化，解决了当时一个很重要的问题，就是门锁进入休眠状态后，一旦门前有移动目标后不漏拍的问题。因为当时基本行业所有的方案都是，门锁或者摄像头，带了一个PIR，当检测到画面有人的时候，迅速把主控芯片唤醒，同时去抓拍图像，但由于主控系统启动、进程加载、传图等需要时间，这期间的视频或图片会漏拍。德施曼的哨兵系统据说硬件采取了双猫眼设计，同时用了阿里云的平台，解决了即使大猫眼进入休眠状态，且启动速度慢导致来不及录制视频的情况下，小猫眼依然可以长时间工作以抓拍到期间的目标。

德施曼哨兵系统的创新应用，被大聪明们应用到了IPC上，芯片厂商和方案厂商纷纷拥抱这一技术，君正、RK、海思、SS等诸多主控厂商纷纷推出了自家AOV（always on video）技术，即当摄像头进入低功耗模式时，可以每隔一个较短的时间抓拍一张图片，以一定程度上解决漏拍的问题（由于是抓拍理论上仍然无法解决漏拍的问题，这里要平衡抓拍间隔和功耗的问题，一秒多帧和多秒一帧消耗的功耗肯定是不同的）。

这里不得不提一下神眸摄像头以及背后的研极微芯片，其推出的低功耗技术并没有延续行业通用的AOV叫法，而是叫AOR（Alawys On Record ），不管是AOV还是AOR，本质上大家要解决的都是低功耗模式下不漏拍的问题，但AOR与AOV不同的地方是，AOR模式下低帧率录制的视频是带音频的，这是和AOV完全不同的地方，这个体验会更好。神眸也通过利用自家芯片降低缩影录像频率和支持更完整的音频等功能，实现了差异化竞争，一下子在低功耗市场出圈了，很多厂商开始纷纷研究研极微的芯片和神眸的产品。由于研极微的芯片采用8nm制程，从芯片制程上功耗肯定优于28nm的其他厂商，当然价格也更贵；同时由于神眸品牌的存在，使得其他品牌只能研究，合作起来较为困难，毕竟研极微和神眸是自家人，其他品牌如何应用？如果研极微要像君正等主控厂商一样向安防摄像头厂家售卖芯片，神眸或研极微不得不解决这个矛盾，同时其他厂家要用研极微芯片也不得不考虑于神眸的竞争。貌似这个问题只能祈求其他芯片厂商的努力了。

三、挑战与机遇并存

尽管4G低功耗技术发展迅速，但行业仍面临一些挑战。