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工业相机选型解密之相机接口

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面对市面上出现的越来越多的工业相机品牌,各相机厂商都给出了大量的相机参数,例如:相机接口、芯片类型、量子效应、帧率等。一般非行业内人士,在面对这些参数时往往会无所适从。景通拥有十多年的相机研发经验,同时结合这么多年和客户接触的情况,希望能用简短的语?#36234;?#21512;实?#24066;?#26524;展示一下工业相机选型时需要注意的地方。

首先,先了解一下工业相机的相机接口。目前最常见的工业相机接口,有USB、1394、Gige、BNC、camera link等。那么这些接口之间孰优孰劣,各自都适应哪些应用场合呢?下面逐一解答。

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一、模拟接口

模拟视频有近百年历史,早期的相机都是输出的模拟图像信号,直接传输给电视实时观看。由于数字图像处理?#38469;?#30340;兴起,我们需要将模拟图像信?#25243;?#25442;为数字图像再进行处理。所以目前市场上还存在很多模拟图像采集卡,此类采集卡一般都应用于视频显示、视频转换等,部分应用于机器视觉处理。

模拟相机以BNC接口为主,由于其固有原因,和近十几年兴起的数字视频相比,精度差很多,随着数字化?#38469;?#30340;发展,模拟视频终究会消亡,但模拟视频的消亡还要有相当长的一段时间,由于模拟视频设备的?#22270;?#26684;,在视觉应用的低端领域还有相当的市场。

二、USB接口

??? USB接口相机是数字相机,直接输出数字图像信号。USB全称是Universal Serial Bus(通?#20040;?#34892;总线),它是1994年?#23376;?#24247;柏、IBM、Microsoft等多家公司联?#29616;?#35746;的,但是直到1999年,USB才真正?#36824;?#27867;应用。

USB接口是4“针?#20445;?#20854;中2根为电源线、2根为信号线。USB是串行接口,可热拔插,连接方便。用USB连接的外围设备数目最多达127个,共6层,所谓6层是指从主装置开始可以经由5层的集线器进?#33455;?#33457;链接,用不着担心要连接的装置数目受限制;两个外设之间最长通信可以距离5米。USB1.1接口支持同步和异步数据的传输,数据传输率最高达12Mbps,比标?#21363;?#21475;快100倍,比并口快10倍;USB 2.0向下兼容USB 1.1、USB 1.0,数据的传输率将达到120Mbps~480Mbps。

然而针对工业应用来说,USB接口的相机不是最佳选择。主要原因是:没有工业图像传输标准;丢包率?#29616;兀?#20256;输距离短不易在工业现场布线;稳定性不好。虽然USB接口的相机不适合于工业检测,但是由于USB接口相机使用方便,接口广泛。在很多民用设备上的使用还是非常广泛的。比如:显微镜、科研实验、便携式设备等。以维视图像的MV-VDF系列相机为例,由于其小巧的机身、极轻的重量就在以上行业大量应用。

三、1394接口

1394接口,又称“火线?#20445;‵ireWire),最早是由美国苹果公司开发用于计算机网络互联的接口,用于将数码产品与计算机及其他机器之间的连接。

?? IEEE1394总线是一种目前为止最快的高速串行总线,1394a最高的传输速度为400Mbps,1394b最高的传输速度为800Mbps。IEEE1394支持即插?#20174;茫?#29616;在的WIN98 SE、WIN2000、WIN ME、WIN XP都支持IEEE1394,在这些操作系?#25345;?#29992;户不用再安装驱动程序,也能使用IEEE1394设备。

1394接口分为4芯和6芯,4芯中有两对数据线,6芯除数据线外还包括一组电源线以对外接设?#38468;?#34892;供电。IEEE 1394接口,不需要控制器,可以实现对等传输,1394a最大传输距离为4.5米,1394b传输距离通常为10米,在降数据率情况下可?#30001;?#21040;100米(100Mbps),采用中继设备支持可进一步提高传输距离。

1394接口相机一度为很多相机厂商所热捧,但是由于其推出初期是收费的,影响了其应用的广泛性。支持的厂商越来越少,普通计算机已经不预留1394接口了,只有在专业的工控机上才会有该接口。预计未来必然被淘汰的一种接口。

四、Gige接口

千兆以太网?#38469;?#20316;为最新的高速以太网?#38469;酰?#32473;用户带来了提高核心网络效率的有效解决方案,这种解决方案的最大优点是继承了传统以太?#38469;?#20215;格便宜的特点。

??? 千兆以太网?#38469;?#20173;然?#19988;?#22826;?#38469;酰?#23427;采用了与10M以太网相同的帧格式、帧结构、网络协议、全/半双工工作方式、流控模式以及布线系统。由于该?#38469;?#19981;改变传统以太网的桌面应用、操作系统,因此可与10M或100M的以太网很好地配合工作。升级到千兆以太网不必改变网络应用程序、网管部件和网络操作系统,能够最大程度地节约成本。

千兆以太网的主要特点:

l? 简易性:千兆以太网继承了以太网、快速以太网的简易性,因此其?#38469;?#21407;理、安装实施和管理维护都很简单。

l? 扩展性:由于千兆以太网采用了以太网、快速以太网的基本?#38469;酰?#22240;此由10Base-T、100Base-T升级到千兆以太网非常容易。

l? 可靠性:由于千兆以太网保持了以太网、快速以太网的安?#25300;?#25252;方法,采用星型网络结构,因此网络具有很高的可靠性。

l? 经济性:由于千兆以太网是10Base-T和100Base-T的继承和发展,一方面降低了?#33455;?#25104;本,另一方面由于10Base-T和100Base-T的广泛应用,作为其升级产品,千兆以太网的大量应用只是时间问题。目前Dalsa、JAI、Imperx、Mikrotron、Microvision等公司都有千兆以太网相机产品。

l? 可管理维护性:千兆以太网采用基于简单网络管理协议(SNMP)和远程网络监视(RMON)等网络管理?#38469;酰?#35768;多厂商开发了大量的网络管理软件,使千兆以太网的集中管理和维护非常简便。

l? 广泛应用性:千兆以太网为局域主干网和城域主干网(借助单模光纤和光收发器)提供了一种高性能价格比的宽带传输?#25442;?#24179;台,使得许多宽带应用能施展其魅力。例如在千兆以太网上开展视频点播业务和虚拟电子商务等。

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