紅外熱像使用說明

觀測式紅外熱成像機芯組件使用說明書煙臺艾睿光電科技有限公司www.IR目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"概述 2\o"CurrentDocument"1.1簡介 2\o"CurrentDocument"1.2結(jié)構(gòu)示意圖 3\o"CurrentDocument"特點及功能 4\o"CurrentDocument"2.1特點 4\o"CurrentDocument"2.2功能 4接口 5\o"CurrentDocument"3.1接口示意圖及接口定義 5\o"CurrentDocument"3.1.1通用功能接口J6 53.1.2數(shù)字視頻接口J3 6\o"CurrentDocument"3.1.3外同步接口J1 7\o"CurrentDocument"3.2接口時序 7數(shù)字視頻接口時序 73.2.2外同步接口時序 8\o"CurrentDocument"通訊協(xié)議 9\o"CurrentDocument"通訊串口設(shè)置 9\o"CurrentDocument"信息格式 9\o"CurrentDocument"4.3數(shù)據(jù)協(xié)議 10\o"CurrentDocument"接收命令 104.3.2返回狀態(tài)信息 11\o"CurrentDocument"4.4控制流程 12\o"CurrentDocument"信息應(yīng)答 124.4.2出錯控制 13\o"CurrentDocument"使用注意事項 14\o"CurrentDocument"軟件操作說明 15\o"CurrentDocument"常見故障排除 16\o"CurrentDocument"維護與保養(yǎng) 171概述簡介該機芯組件的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、圖像處理采集外圍系統(tǒng)由本公司獨立研發(fā)，采用了320x240非制冷焦平面陣列，具有極高的靈敏度，極好的均勻性，小巧輕便，堪稱世界上非制冷熱成像核心組件頂級低功耗產(chǎn)品。該機芯組件具有技術(shù)成熟、功耗低、計算機接口標準靈活等特點，是一款功能強大、性能穩(wěn)定、全天候工作、無須補償、電磁兼容性好、環(huán)境溫度適應(yīng)性強的產(chǎn)品。目前已廣泛應(yīng)用于我國航天、航空、軍工、安全、監(jiān)控等行業(yè)領(lǐng)域。1.2結(jié)構(gòu)示意圖CD:n二30l.SroGJ2特點及功能特點1） 320X240非制冷氧化釩（VOx）焦平面陣列；2） 體積小，重量輕，功耗??；3） 具有極高的靈敏度及均勻性；4） 25Hz/30Hz圖像輸出；5） RS232串口控制功能（RS422/RS485可選）；6） 各種紅外鏡頭可選；7） 供電范圍直流9VDC?18VDC;8） 工作環(huán)境溫度范圍-40°C?+60°C，滿足國軍標要求。功能1） 手動/自動調(diào)節(jié)亮度及對比度；2） 中心十字線加載及消隱；3） 黑白極性切換；4） 快門校正及背景校正；5） 2倍圖像放大；6） 偽彩/黑白圖像模式切換；7） 14bit（原始圖像）/8bit（圖像增強）數(shù)字視頻切換；8） 自動快門開關(guān)使能；9） 控制接口形式有：RS232/RS422/RS485;10） 模擬輸出格式PAL制/NTSC制可選；11）外同步功能。說明：1）標準機芯的數(shù)字視頻為14bit（原始圖像）輸出；2） 標準機芯的自動快門開關(guān)使能，即機芯自動定時快門校正；3） 標準機芯輸出PAL制，NTSC制式可通過不同軟件版本實現(xiàn)；4） 外同步功能可實現(xiàn)，但需要硬件定制版本，標準機芯不支持外同步。

3.1接口示意圖及接口定義3.1.1通用功能接口J616HOST422RX-HOST232RX/HOST422RX+HOST232TX/HOST422TX+HOST422TX-Ng//”12345K-7'-oa-9GNDADV7179DACAC59-DACBC5516HOST422RX-HOST232RX/HOST422RX+HOST232TX/HOST422TX+HOST422TX-Ng//”12345K-7'-oa-9GNDADV7179DACAC59-DACBC55-220uF220uF10

TT1213U15

仍o12_34561234567—3_91111111圖1J6示意圖1NC（預(yù)留）2熱像儀發(fā)送（RS232,輸出，接電腦DB9插座2腳）3熱像儀接收（RS232,輸入，接電腦DB9插座3腳）4NC（預(yù)留）5RS232通訊地（GND）6電源地（GND）7+12V電源（輸入）8電源地（GND）9電源地（GND）10+12V電源（輸入）11電源地（GND）12電源地（GND）13模擬視頻地（GND）14模擬視頻地（GND）15模擬視頻輸出16備用模擬視頻輸出表1J6端口信號定義

3?1?2數(shù)字視頻接口J3圖2J3端口示意圖3?1614bit數(shù)字信號灰度值，DVO為最低位，DV15為最高位19垂直同步（Vsync,輸出）20水平同步（Hsync,輸出）21數(shù)字視頻時鐘（輸出）41串口接收（3.3VTTL電平,輸入）42串口發(fā)送（3.3VTTL電平，輸出）45GND（電源地）46GND（電源地）47視頻信號（輸出）48視頻地49+12V（機芯電源，輸入）50+12V（機芯電源，輸入）表2J3端口信號定義

3.1.3外同步接口J1HEADER2圖3J1示意圖端口端口屬性1外同步2GND表3J1端口定義接口時序3.2.1數(shù)字視頻接口時序數(shù)字視頻口提供14bit由探測器輸出的原始信號，該信號從提供的50pin的座子上引出，可供后續(xù)算法開發(fā)。具體時序見下圖：elkventelkventhentvsync「\八『\八、八』杯、八八八、八、八、八、*\『'\八八八民八』\『M\八、八場同步信號產(chǎn)生行同步信號產(chǎn)生

時序圖中各信號含義Clk:像素時鐘周期，一個時鐘周期輸出一個像素，時鐘頻率不超過6Mhz。Vent:圖像的行計數(shù)，機芯內(nèi)部計數(shù)器，不對外輸出。Hcnt：圖像的列計數(shù)，機芯內(nèi)部計數(shù)器，不對外輸出。Vsyne:場同步信號，數(shù)字視頻口的VSYNC信號。hsyne:行同步信號，數(shù)字視頻口的HSYNC信號。場同步vsyne有效：從第7行的328列開始，到247行328列結(jié)束，vsyne為高電平，其余時間為低電平。行同步hsync有效：從第8行開始，到247行結(jié)束。每行行內(nèi)的第8列到327列，hsyne為高電平，其余為低電平。3.2.2外同步接口時序T=40ms * Width>=300ns 說明：1）夕卜同步fsync_ext信號頻率是25Hz,5VTTL電平，高電平有效，有效脈沖寬度不低于300ns。2）外同步fsync_ext信號不能有抖動（如周期頻率不固定），否則圖像會閃爍。4通訊協(xié)議4.1通訊串口設(shè)置通訊串口設(shè)置參數(shù)如下：異步串行通信標準：RS-232波特率：19200bps傳輸格式：8個數(shù)據(jù)位1個起始位1個停止位校驗位：偶校驗對于每個字節(jié)信息，先傳輸最低位（lsb）4.2信息格式機芯組件通訊信息格式如下：信息頭（1個字節(jié)，固定為OxCC）子系統(tǒng)ID號（1個字節(jié)，固定為0x04）信息體（共2個字節(jié)，參見表4）信息尾（1個字節(jié)，即校驗和）上表中信息體部分詳見第4.3節(jié)‘數(shù)據(jù)協(xié)議'的描述。信息頭、子系統(tǒng)ID號和信息尾如表4、5、6所述。表4：信息頭描述各字節(jié)名稱數(shù)據(jù)類型字節(jié)長度值/取值范圍注釋信息開始代碼無符號字節(jié)1OxCC常數(shù)表5:子系統(tǒng)ID號描述各字節(jié)名稱數(shù)據(jù)類型字節(jié)長度值/取值范圍注釋子系統(tǒng)ID號無符號字節(jié)10x04常數(shù)

表6：信息尾（校驗和）描述各字節(jié)名稱數(shù)據(jù)類型字節(jié)長度值/取值范圍注釋校驗和無符號字節(jié)10-255信息體部分各字節(jié)的和對256取模?！畔㈩^'的首字節(jié)為OxCC，是同步代碼，表示一幀信息的開始；子系統(tǒng)ID號是系統(tǒng)軟件分配給機芯的標識號，用于系統(tǒng)識別單體，熱像儀機芯組件子系統(tǒng)ID號為0x04；信息尾是校驗和，是對信息體的所有字節(jié)求和后對256取模。數(shù)據(jù)協(xié)議4.3.1接收命令熱像儀機芯組件接收的命令信息包為5字節(jié)定長格式，信息體為2字節(jié)，具體定義如表7：表7：輸出命令信息體數(shù)據(jù)格式命令內(nèi)容字節(jié)1字節(jié)2（備用）讀取產(chǎn)品編號0x00N/A啟動自檢0x01N/A極性轉(zhuǎn)換（白熱）0x02N/A極性轉(zhuǎn)換（黑熱）0x22N/A自動模式0x03N/A手動模式0x23N/A增益增0x04N/A增益減0x24N/A亮度增0x05亮度步長亮度減0x25亮度步長十字線消隱0x06N/A十字線加載0x26N/A電子放大1倍0x07N/A

電子放大2倍0x27N/A快門校正0x08N/A背景校正0x28N/A偽彩黑白切換0x09N/A數(shù)字圖像位寬切換0x29N/A自動校正使能0x0aN/A備注：1） 字節(jié)2中的“N/A”可固定為0x00。2） 圖像復(fù)位后圖像狀態(tài)為白熱、自動增益模式、十字線消隱、電子1倍放大、自動校正使能、8bit數(shù)字圖像位寬、黑白圖像顯示。3） 亮度步長設(shè)置范圍為0?255,過小的步長值一次設(shè)置現(xiàn)象不明顯，建議的步長設(shè)置值為10?20。4） 數(shù)字圖像輸出使用自定義TTL接口，用戶可選擇14位的原始數(shù)字圖像（但經(jīng)均勻性校正處理和盲元替換處理）和8位經(jīng)紅外圖像增強處理的數(shù)字圖像（該圖像可清晰成像）。4.3.2返回狀態(tài)信息熱像儀機芯組件收到命令后,將返回命令執(zhí)行過程的狀態(tài)信息。狀態(tài)信息包為6字節(jié)定長格式,信息體為3字節(jié),具體定義如表8：表8：狀態(tài)信息體狀態(tài)內(nèi)容字節(jié)1字節(jié)2字節(jié)3讀取產(chǎn)品編號0x00產(chǎn)品編號（備注1）產(chǎn)品編號狀態(tài)自檢信息0x010x00=正在自檢0x01=自檢完成當自檢完成時：故障代碼（備注2）極性狀態(tài)0x020x00=白熱0x01=黑熱0x00增益調(diào)節(jié)狀態(tài)0x030x00=自動0x01=手動0x00增益數(shù)值0x04增益值0x00

亮度數(shù)值0x05亮度值（備注3）亮度值十字線消隱0x060x00=消隱狀態(tài)0x01=十字線顯示0x00放大狀態(tài)0x070x00=1倍放大0x01=2倍放大0x00快門校正0x080x00=正在校正0x01=校正完成0x00背景校正0x280x00=正在校正0x01=校正完成0x00偽彩黑白切換狀態(tài)0x09Ox。。二黑白顯示狀態(tài)0x01=偽彩顯示狀態(tài)0x00數(shù)字圖像位寬切換狀態(tài)0x290x00=數(shù)字口輸出圖像增強后的8位圖像0x01=數(shù)字口輸出原始14位圖像0x00自動校正使能狀態(tài)0x0a0x00=禁止機芯自動校正0x01=允許機芯自動定時校正0x00備注1：產(chǎn)品編號按產(chǎn)品出廠次序排列；備注2:故障代碼按位判斷，0:Pass1:fail備注3:亮度值范圍為：0?999,0表示亮度調(diào)為最暗,999表示亮度調(diào)為最亮。字節(jié)2為高8位,字節(jié)3為低8位。控制流程4.4.1信息應(yīng)答儀器加電后進行上電自檢、內(nèi)部非均勻校正。系統(tǒng)主動向機芯組件發(fā)送“上電握手”命令,機芯組件收到命令后,應(yīng)答上電自檢狀態(tài)信息:握手正常,表示熱像儀機芯組件自檢正常并與系統(tǒng)通訊建立,進入正常工作狀態(tài)。如果握手失敗,表示儀器故障，不再對其進行操控機芯組件的缺省狀態(tài)為：白熱、十字線消隱、增益自動。正常工作后，系統(tǒng)向機芯組件發(fā)送控制命令。機芯在收到命令后，開始執(zhí)行命令，并向系統(tǒng)匯報狀態(tài)信息。只有在“增益手動”的狀態(tài)下，才能進行增益和亮度的手動調(diào)節(jié)。系統(tǒng)向機芯組件發(fā)送“啟動自檢命令”，機芯應(yīng)答“正在進行啟動自檢”，自檢過程中不響應(yīng)其它命令，自檢完成后機芯組件主動向系統(tǒng)報告啟動“自檢完成”及詳細自檢信息。系統(tǒng)向機芯組件發(fā)送“內(nèi)部非均勻性校正命令”，機芯組件應(yīng)答“正在進行內(nèi)部非均勻性校正”，校正過程中不響應(yīng)其它命令，校正完成后機芯組件主動向系統(tǒng)報告“完成內(nèi)部非均勻性校正”。所有被動應(yīng)答時限均為500ms,超過500ms后仍未收到應(yīng)答，則視為儀器故障或通訊故障；主動應(yīng)答：自檢完成時限為500ms；內(nèi)部校正完成時限為2s；外部校正完成時限為2s;超過時限仍未收到應(yīng)答，則視為儀器通訊故障。4.4.2出錯控制當接收過程中某個字節(jié)奇偶/幀校驗出錯時,整個信息會全部接收完畢,但所接收的信息無效。當校驗和出錯時,所接收的信息無效。5使用注意事項用戶根據(jù)使用該產(chǎn)品的現(xiàn)場條件將儀器固定好。按照本說明書介紹的接口定義，用隨機配置的專用電源適配器、RS232電纜、視頻輸出電纜，將熱像儀機芯組件與電源、計算機串行口、監(jiān)視器連接起來。各插頭應(yīng)對準插座輕輕插入。如果出現(xiàn)插頭無法插入的情況，請檢查電纜是否與插座匹配，不得強行插入，以免損壞接口。檢查確定接線無誤后，接通電源。開機等待約15秒后，機芯組件會自動進行非均勻性校正。待儀器穩(wěn)定工作幾分鐘后，如果監(jiān)視器圖像還有不均勻的現(xiàn)象，可點擊補償鍵手動進行非均勻性校正。如果機芯組件工作過程中出現(xiàn)圖像不均勻的現(xiàn)象，同樣可進行手動校正操作。將鏡頭對準觀測目標。手動調(diào)節(jié)鏡頭焦距使目標成像清晰。用戶可以通過串口軟件對本熱像儀機芯組件進行所有功能選項的操作，如調(diào)節(jié)亮度、對比度，選擇亮度/對比度模式，選擇電子放大倍數(shù)，選擇極性，非均勻性校正等，具體操作方法見下節(jié)串口軟件操作使用說明。使用完畢后，請關(guān)閉鏡頭蓋，切斷電源。在可能的情況下，請斷開所有與本熱像儀機芯組件直接相連的電纜線。斷開連接時，應(yīng)先用手指用力捏緊插頭上的防滑處，然后向外拔出電纜插頭，不得直接強行向外拉扯插頭，以免造成插頭的損壞。

6軟件操作說明運行紅外上位機控制軟件，設(shè)置波特率為19200，校驗位為偶校驗。設(shè)置完畢后，選擇打開串口，點擊上電握手后，可以進行相關(guān)操作。上電后默認模式為自動狀態(tài)，可以進行快門校正、背景校正，極性切換，十字線加載或消隱，倍數(shù)放大及相關(guān)顏色切換的操作。如果需要進行對比度及亮度的調(diào)節(jié)，應(yīng)把當前模式變成手動模式，點擊“手動”按鈕后，通過輸入增減值，再點擊“增”“減”按鈕進行亮度及對比度的調(diào)節(jié)。上位機上默認自動打快門開關(guān)為打開狀態(tài)，如果想關(guān)閉這一功能（即不會隔一段時間自動打一次快門，除非用戶手動打快門），則需點擊上位機軟件上的“