工业相机选型解密——相机接口

发布时间：2017-08-04

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。
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。
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。由于数字图像处理技术的兴起，我们需要将模拟图像信号转换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，随着数字化技术的发展，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低价格，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（通用串行总线），它是1994年底由康柏、IBM、Microsoft等多家公司联合制订的，但是直到1999年，USB才真正被广泛应用。
USB接口是4“针”，其中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层的集线器进行菊花链接，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，比标准串口快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；丢包率严重；传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。

三、1394接口
1394接口，又称“火线”（FireWire），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支持即插即用，现在的WIN98 SE、WIN2000、WINME、WIN XP都支持IEEE1394，在这些操作系统中用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备进行供电。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延伸到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
千兆以太网技术作为最新的高速以太网技术，给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技术价格便宜的特点。
千兆以太网技术仍然是以太技术，它采用了与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。由于该技术不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：
1、简易性：千兆以太网继承了以太网、快速以太网的简易性，因此其技术原理、安装实施和管理维护都很简单。
2、扩展性：由于千兆以太网采用了以太网、快速以太网的基本技术，因此由10Base-T、100Base-T升级到千兆以太网非常容易。
3、可靠性：由于千兆以太网保持了以太网、快速以太网的安装维护方法，采用星型网络结构，因此网络具有很高的可靠性。
4、经济性：由于千兆以太网是10Base-T和100Base-T的继承和发展，一方面降低了研究成本，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。
5、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）等网络管理技术，许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。
6、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交换平台，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。