您现在的位置是:首页 > 快讯

工业相机之接口与协议

2020-07-28 03:00:49

工业相机的本质就是将光信号转换为电信号,这样就涉及到了电信号的转换与传输,转换与传输就需要各种物理接口与传输协议来承担,下面就将最常见的几种工业相机接口与协议介绍给大家。

1 1394接口

1394接口也被称为FireWire接口,在工业领域应用非常广泛,其协议和编码都很不错,传输比较稳定,1394接口的传输距离为4.5m,单根线缆最长可达到17.5m;加中继可达70m,光纤传输则可达100m;有标准DCAM协议, CPU占用低;支持热插拔,可通过1394总线供电。

1394接口主要分为速率为400Mb的1394A接口和800Mb的1394B接口,如下图:

工业相机之接口与协议

1394A单根4.5m(S400),加中继可达70m,如果调整到S100或S200,则传输距离可达25m,甚至更长,其相关参数如下:

工业相机之接口与协议

1394B单根10m(S800),转网络传输,用Cat5线可达到100m(S100);使用Cat6线,在S400情况下可达60m;转光纤传输,可达500m(S400/S800),其相关参数如下:

工业相机之接口与协议

由于早期1394接口并没有得到很好的普及,所以现有PC机端并没有相应的接口存在,如果想要连接对应的相机时,需要配合1394接口的采集卡。目前1394接口已逐渐被市场所淘汰。

2 USB2.0接口

USB2.0接口是最早数字接口之一,基本所有的电脑主机都配置有USB接口,无需额外采集卡,即可插拔使用。USB2.0的带宽为:480 Mbit/s,支持热插拔,使用便捷,相机可通过USB线缆供电,但USB2.0没有标准的协议,主从结构导致CPU占用率高,带宽无法得到保证。单根最长传输距离为5m,加中继可达30米,传输距离近,信号衰减比较严重。

工业相机之接口与协议

3 USB3.0接口

USB3.0接口是在USB2.0接口的基础上增加了俩组数据总线,除了支持传统的BOT协议外,还新增了USB Attached SCSI Protocol(USAP)协议,这样USB3.0的传输带宽可以到达5Gbps, 采用了全双工传输方式,支持同时双向数据传输;主机主导的异步方式的传输流量控制,使得设备在数据传输准备就绪时可以通知主机;突出的实时兼容性,高可靠性。但USB3.0在传输距离上并没有得到改进。

工业相机之接口与协议

4 GigE千兆网接口

由于GigE千兆网协议稳定,是目前比较主推的相机接口。视频信号可以通过网络进行长距离传输,且网线价格低廉,即使是不同厂家的硬件和软件,只要符合GigE Vision标准,也可以实现无缝的千兆网连接。

GigE千兆网接口有效带宽为100MB/s,单根网线传输100米的距离;标准的Gigabit Ethernet硬件允许单个/多个相机连接到一台/多台电脑。目前10GigE接口也慢慢成为了快速连接的主流接口。

工业相机之接口与协议

5 CameraLink接口

CameraLink接口是由AIA协会推出的数字图像信号通讯接口协议,是一种串行通讯协议;用LVDS接口标准,该标准速度快、抗干扰能力强、功耗低;协议使用MDR-26针连接器;是在NSM(National Semiconductor 美国国家半导体制造商)的接口协议Channel Link基础上发展而来的。

工业相机之接口与协议

CameraLink使用28位Channel Link芯片;4个数据流、1个时钟信号,通过5组LVDS线对传输;传输24位图像数据和4位同步视频信号,包括:Frame Valid、Line Valid 、Data Valid、Spare。CameraLink接口大概分为了3种结构配置,分别为Base接口、Medium接口和Full接口。

Base接口:Channel Link芯片数量为1 ,线缆数量为1,数据带宽为 2.04 Gbit/s (255 MB/s)

Medium接口:Channel Link芯片数量为2,线缆数量为2,数据带宽为 4.08 Gbit/s (510 MB/s)

Full接口:Channel Link芯片数量为3,线缆数量为2,数据带宽为5.44Gbit/s (680 MB/s)

6 CoaXPress接口

CoaXPress (CXP)标准原本是由工业图像处理领域的多家公司共同推出的,目的是开发一种快速的数据接口,并实现对大量数据进行更长距离的传输。CXP 1.0在2011年以新接口标准的身份正式发布。自此之后,这种标准就在工业图像处理领域中占得一席之地。后来更进一步发展,成为CoaXPress 2.0。

采用CoaXPress 1.0/1.1标准的接口所支持的数据率最高可达6.25 Gbps,而CoaXPress 2.0标准的传输速度比它快两倍,最高可达12.5 Gbps。相比其他高效的标准,CoaXPress 2.0的分辨率和帧速率更胜一筹。

工业相机之接口与协议