常见工业相机线缆接口

工业相机的定义是机器视觉系统中的一个关键组件，其本质的功能就是将光信号转变成有序的电信号。若想将相机采集图像进行传输，就需要通过相机的接口来实现，将图像数据传输到我们的设备上。而工业相机电缆，就是专门用于工业相机的一种电缆产品。随着工业生产检测及特殊应用场景的监控，对速度和精度的要求日益提升，并要求其在运动控制及其它严苛环境的各种应用场景中，为相机的数据及电源传输提供保障，故催生出针对高速流水线或大幅面检测场景的线阵相机需求，不同类型的工业相机使用不同的工业线缆，那么常见的工业相机电缆接口类型有哪些呢？

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），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。早期的USB2.0接口连接方便，几乎所有电脑都配置USB接口，无需采集卡。但USB2.0接口传输速率慢，传输速度480Mbps，通讯距离5m，80％的带宽用于图像传输，传输过程需要CPU参与管理，占用及消耗资源大。另外USB2.0接口一般没有固定螺丝，接口不稳定，在运动设备上有松动的风险。后来升级为USB3.0，USB3.0在2.0基础上新增了两组数据线，向下兼容，解决了传输速度慢的问题，传输速度已经达到4.8Gbps，但传输距离依旧较近，通讯距离10m，80％的带宽用于图像传输，由于USB接口相机使用方便，接口广泛，目前在显微镜、科研实验、便携式设备等行业大量应用。USB的TYPE Micro-B接口目前在工业接口相机上仍然占主流，但是可以预见，随着 USB Type-C 技术的成熟，未来的USB接口相机都会开始普及 USB Type-C 接口。

1394接口，IEEE1394总线是高速串行总线，又称“火线”(FireWire)，其支持热插拔、数据传输实时性、采用总线结构、即插即用。用于将数码产品与计算机及其他机器之间的连接， 在工业领域中应用广泛，协议、编码方式都非常不错，传输速度稳定。1394a最高的传输速度为400Mbps，1394b最高的传输速度为800Mbps，如3.2Gb的，但是比较少见，接口普及率低，早期由苹果垄断，电脑上通常不包含其接口，因此需要额外的采集卡。 需要注意一下其PacketSize数据包大小设置。Packet Size是整个1394总线的带宽。用CPU资源少，可多台同时使用，但由于接口的普及率不高，已慢慢被市场淘汰，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。

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。采用LVDS接口标准（差分技术：LVDS（低电压差分信号）)，具有速度快、抗干扰能力强、功耗低。从Channel link技术上发展而来的，在Channel link技术基础上增加了一些传输控制信号，并定义了一些相关传输标准。协议采用MDR-26针连接器或SDR-26针连接器，具有高速率，带宽可达6400Mbps、抗干扰能力强、功耗低的特点。但由于其需要单独的CameraLink接口，不便携，导致成本过高，Camera Link接口的相机，实际应用中比较少。

由AIA(Automatde Imaging Association)创建并推广，是一种基于千兆以太网通信协议开发的相机接口标准。适用于工业成像应用，通过网络传输无压缩视频信号，是一个使用价格低廉线缆长距离传输图像的标准。千兆网协议稳定，使用方便，连接到千兆网卡上即可工作，在千兆网卡的属性中，也有与1394中的Packet Size类似的巨帧。设置好此参数，可以达到更理想的效果。（我之前用NI Max的使用因为packet size设置的过大，导致无法软件采集不到图像）传输距离远，可传输100米。可多台同时使用，CPU占用率小。

CoaXPress 是一种非对称的高速点对点串行通信数字接口标准，传输速度高达6.25Gbps，传输距离超过100m。数据传输量大，传输距离长，可选择传输距离和传输量：从50m@6.25Gbps到170m@1.25Gbps，价格低廉，易集成、支持热插拔。CoaXPress标准可以为今后十年间不断增长的带宽需求提供支持，同时还可以满足许多额外要求，如：更大的电缆、更高的电缆可靠性和灵活性、即时行为以及成本效益。标准同轴电缆和带宽的采用，使得CoaXPress不仅可以引起机器视觉应用领域的兴趣，还高度适合广泛采用同轴电缆的医疗与安保市场的应用。通过使用相同的同轴电缆，CoaXPress能够将模拟视频顺利升级到数字视频。CoaXPress采用适于大多数工业环境的IEC标准化电缆和连接器。相机和图像采集卡有两种类型的连接器——75Ω DIN 1.0/2.3型或75Ω BNC型，两者都适用于高振动的工业环境。

以上所介绍的内容，就是常见的工业相机电缆接口类型，其不同类型的工业相机电缆，适合不同的产品应用场景。伴随着电子信息技术的高速发展以及各类摄像头的广泛应用，全球图像视频数据爆炸式增长，人类社会正在进入视觉信息的大数据时代。工业相机可说是工业自动化系统的灵魂之窗，从物件/条码辨识、产品检测、外观尺寸量测到机械手臂/传动设备定位，都是工业相机技术可以发挥的舞台。随着应用范畴越来越广，为了增加应用弹性或与工业电脑携手组成更复杂的自动化系统，工业相机的规格发展趋势正逐渐朝个人电脑靠拢，部分产品甚至已演化成一台麻雀虽小，五脏俱全的迷你工业电脑。跟人眼相比，工业相机有检测速度快、把关标准不受到人的主观影响等优势，而且工业相机的解析度远高于人眼，在检测细微零件或电路时，比人眼更能明察秋毫。工业相机在生产制造上的应用越来越广泛，工业相机这类产品也出现新的发展方向。但不论是哪种工业相机系统，除了少数特殊应用外，其所使用的工业相机都越来越向个人电脑靠拢，甚至智慧相机本质上就是一台内建CPU、记忆体，可以执行各种视觉演算法的工业电脑。工业相机行业的线缆产业链值得关注。