工业相机选型解密之相机接口

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，希望能用简短的语言结合实际效果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Zui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Zui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Zui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Zui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接口的相机不是理想选择。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。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”（FireWire），Zui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Zui快的高速串行总线，1394aZui高的传输速度为400Mbps，1394bZui高的传输速度为800Mbps。IEEE1394支持即插即用，现在的WIN98 SE、WIN2000、WIN ME、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，1394aZui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Zui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Zui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Zui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，因此其技术原理、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、快速以太网的基本技术，因此由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。

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。

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。

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。