紅外熱像使用說明

觀測式紅外熱成像機(jī)芯組件使用說明書煙臺(tái)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(diǎn)及功能 4\o"CurrentDocument"2.1特點(diǎn) 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(shí)序 7數(shù)字視頻接口時(shí)序 73.2.2外同步接口時(shí)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(cuò)控制 13\o"CurrentDocument"使用注意事項(xiàng) 14\o"CurrentDocument"軟件操作說明 15\o"CurrentDocument"常見故障排除 16\o"CurrentDocument"維護(hù)與保養(yǎng) 171概述簡介該機(jī)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(dú)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(jí)低功耗產(chǎn)品。該機(jī)芯組件具有技術(shù)成熟、功耗低、計(jì)算機(jī)接口標(biāo)準(zhǔn)靈活等特點(diǎn)，是一款功能強(qiáng)大、性能穩(wěn)定、全天候工作、無須補(bǔ)償、電磁兼容性好、環(huán)境溫度適應(yīng)性強(qiáng)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(diǎn)及功能特點(diǎn)1） 320X240非制冷氧化釩（VOx）焦平面陣列；2） 體積小，重量輕，功耗?。?） 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(biāo)要求。功能1） 手動(dòng)/自動(dòng)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(qiáng)）數(shù)字視頻切換；8） 自動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)機(jī)芯的數(shù)字視頻為14bit（原始圖像）輸出；2） 標(biāo)準(zhǔn)機(jī)芯的自動(dòng)快門開關(guān)使能，即機(jī)芯自動(dòng)定時(shí)快門校正；3） 標(biāo)準(zhǔn)機(jī)芯輸出PAL制，NTSC制式可通過不同軟件版本實(shí)現(xiàn)；4） 外同步功能可實(shí)現(xiàn)，但需要硬件定制版本，標(biāo)準(zhǔn)機(jī)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(hào)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(hào)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(shí)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(hào)（輸出）48視頻地49+12V（機(jī)芯電源，輸入）50+12V（機(jī)芯電源，輸入）表2J3端口信號(hào)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(shí)序3.2.1數(shù)字視頻接口時(shí)序數(shù)字視頻口提供14bit由探測器輸出的原始信號(hào)，該信號(hào)從提供的50pin的座子上引出，可供后續(xù)算法開發(fā)。具體時(shí)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(hào)產(chǎn)生行同步信號(hào)產(chǎn)生

時(shí)序圖中各信號(hào)含義Clk:像素時(shí)鐘周期，一個(gè)時(shí)鐘周期輸出一個(gè)像素，時(shí)鐘頻率不超過6Mhz。Vent:圖像的行計(jì)數(shù)，機(jī)芯內(nèi)部計(jì)數(shù)器，不對外輸出。Hcnt：圖像的列計(jì)數(shù)，機(jī)芯內(nèi)部計(jì)數(shù)器，不對外輸出。Vsyne:場同步信號(hào)，數(shù)字視頻口的VSYNC信號(hào)。hsyne:行同步信號(hào)，數(shù)字視頻口的HSYNC信號(hào)。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(shí)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(shí)序T=40ms * Width>=300ns 說明：1）夕卜同步fsync_ext信號(hào)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(hào)不能有抖動(dòng)（如周期頻率不固定），否則圖像會(huì)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(biāo)準(zhǔn)：RS-232波特率：19200bps傳輸格式：8個(gè)數(shù)據(jù)位1個(gè)起始位1個(gè)停止位校驗(yàn)位：偶校驗(yàn)對于每個(gè)字節(jié)信息，先傳輸最低位（lsb）4.2信息格式機(jī)芯組件通訊信息格式如下：信息頭（1個(gè)字節(jié)，固定為OxCC）子系統(tǒng)ID號(hào)（1個(gè)字節(jié)，固定為0x04）信息體（共2個(gè)字節(jié)，參見表4）信息尾（1個(gè)字節(jié)，即校驗(yàn)和）上表中信息體部分詳見第4.3節(jié)‘?dāng)?shù)據(jù)協(xié)議'的描述。信息頭、子系統(tǒng)ID號(hào)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(hào)字節(jié)1OxCC常數(shù)表5:子系統(tǒng)ID號(hào)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(hào)無符號(hào)字節(jié)10x04常數(shù)

表6：信息尾（校驗(yàn)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(yàn)和無符號(hào)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(hào)是系統(tǒng)軟件分配給機(jī)芯的標(biāo)識(shí)號(hào)，用于系統(tǒng)識(shí)別單體，熱像儀機(jī)芯組件子系統(tǒng)ID號(hào)為0x04；信息尾是校驗(yàn)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(jī)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(hào)0x00N/A啟動(dòng)自檢0x01N/A極性轉(zhuǎn)換（白熱）0x02N/A極性轉(zhuǎn)換（黑熱）0x22N/A自動(dòng)模式0x03N/A手動(dòng)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(dòng)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(dòng)增益模式、十字線消隱、電子1倍放大、自動(dòng)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(qiáng)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(jī)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(hào)0x00產(chǎn)品編號(hào)（備注1）產(chǎn)品編號(hào)狀態(tài)自檢信息0x010x00=正在自檢0x01=自檢完成當(dāng)自檢完成時(shí)：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(dòng)0x01=手動(dòng)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(qiáng)后的8位圖像0x01=數(shù)字口輸出原始14位圖像0x00自動(dòng)校正使能狀態(tài)0x0a0x00=禁止機(jī)芯自動(dòng)校正0x01=允許機(jī)芯自動(dòng)定時(shí)校正0x00備注1：產(chǎn)品編號(hào)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(jìn)行上電自檢、內(nèi)部非均勻校正。系統(tǒng)主動(dòng)向機(jī)芯組件發(fā)送“上電握手”命令,機(jī)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(jī)芯組件自檢正常并與系統(tǒng)通訊建立,進(jìn)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(jìn)行操控機(jī)芯組件的缺省狀態(tài)為：白熱、十字線消隱、增益自動(dòng)。正常工作后，系統(tǒng)向機(jī)芯組件發(fā)送控制命令。機(jī)芯在收到命令后，開始執(zhí)行命令，并向系統(tǒng)匯報(bào)狀態(tài)信息。只有在“增益手動(dòng)”的狀態(tài)下，才能進(jìn)行增益和亮度的手動(dòng)調(diào)節(jié)。系統(tǒng)向機(jī)芯組件發(fā)送“啟動(dòng)自檢命令”，機(jī)芯應(yīng)答“正在進(jìn)行啟動(dòng)自檢”，自檢過程中不響應(yīng)其它命令，自檢完成后機(jī)芯組件主動(dòng)向系統(tǒng)報(bào)告啟動(dòng)“自檢完成”及詳細(xì)自檢信息。系統(tǒng)向機(jī)芯組件發(fā)送“內(nèi)部非均勻性校正命令”，機(jī)芯組件應(yīng)答“正在進(jìn)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(jī)芯組件主動(dòng)向系統(tǒng)報(bào)告“完成內(nèi)部非均勻性校正”。所有被動(dòng)應(yīng)答時(shí)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(dòng)應(yīng)答：自檢完成時(shí)限為500ms；內(nèi)部校正完成時(shí)限為2s；外部校正完成時(shí)限為2s;超過時(shí)限仍未收到應(yīng)答，則視為儀器通訊故障。4.4.2出錯(cuò)控制當(dāng)接收過程中某個(gè)字節(jié)奇偶/幀校驗(yàn)出錯(cuò)時(shí),整個(gè)信息會(huì)全部接收完畢,但所接收的信息無效。當(dāng)校驗(yàn)和出錯(cuò)時(shí),所接收的信息無效。5使用注意事項(xiàng)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(jī)配置的專用電源適配器、RS232電纜、視頻輸出電纜，將熱像儀機(jī)芯組件與電源、計(jì)算機(jī)串行口、監(jiān)視器連接起來。各插頭應(yīng)對準(zhǔn)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(qiáng)行插入，以免損壞接口。檢查確定接線無誤后，接通電源。開機(jī)等待約15秒后，機(jī)芯組件會(huì)自動(dòng)進(jìn)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(diǎn)擊補(bǔ)償鍵手動(dòng)進(jìn)行非均勻性校正。如果機(jī)芯組件工作過程中出現(xiàn)圖像不均勻的現(xiàn)象，同樣可進(jìn)行手動(dòng)校正操作。將鏡頭對準(zhǔn)觀測目標(biāo)。手動(dòng)調(diào)節(jié)鏡頭焦距使目標(biāo)成像清晰。用戶可以通過串口軟件對本熱像儀機(jī)芯組件進(jìn)行所有功能選項(xiàng)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(jī)芯組件直接相連的電纜線。斷開連接時(shí)，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(qiáng)行向外拉扯插頭，以免造成插頭的損壞。

6軟件操作說明運(yùn)行紅外上位機(jī)控制軟件，設(shè)置波特率為19200，校驗(yàn)位為偶校驗(yàn)。設(shè)置完畢后，選擇打開串口，點(diǎn)擊上電握手后，可以進(jìn)行相關(guān)操作。上電后默認(rèn)模式為自動(dòng)狀態(tài)，可以進(jìn)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(jìn)行對比度及亮度的調(diào)節(jié)，應(yīng)把當(dāng)前模式變成手動(dòng)模式，點(diǎn)擊“手動(dòng)”按鈕后，通過輸入增減值，再點(diǎn)擊“增”“減”按鈕進(jìn)行亮度及對比度的調(diào)節(jié)。上位機(jī)上默認(rèn)自動(dòng)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(huì)隔一段時(shí)間自動(dòng)打一次快門，除非用戶手動(dòng)打快門），則需點(diǎn)擊上位機(jī)軟件上的“