工业相机之接口与协议

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：

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：

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：

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。

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。

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。

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。

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。