红外热像使用说明

观测式红外热成像机芯组件使用说明书烟台艾睿光电科技有限公司www.IR目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"概述 2\o"CurrentDocument"1.1简介 2\o"CurrentDocument"1.2结构示意图 3\o"CurrentDocument"特点及功能 4\o"CurrentDocument"2.1特点 4\o"CurrentDocument"2.2功能 4接口 5\o"CurrentDocument"3.1接口示意图及接口定义 5\o"CurrentDocument"3.1.1通用功能接口J6 53.1.2数字视频接口J3 6\o"CurrentDocument"3.1.3外同步接口J1 7\o"CurrentDocument"3.2接口时序 7数字视频接口时序 73.2.2外同步接口时序 8\o"CurrentDocument"通讯协议 9\o"CurrentDocument"通讯串口设置 9\o"CurrentDocument"信息格式 9\o"CurrentDocument"4.3数据协议 10\o"CurrentDocument"接收命令 104.3.2返回状态信息 11\o"CurrentDocument"4.4控制流程 12\o"CurrentDocument"信息应答 124.4.2出错控制 13\o"CurrentDocument"使用注意事项 14\o"CurrentDocument"软件操作说明 15\o"CurrentDocument"常见故障排除 16\o"CurrentDocument"维护与保养 171概述简介该机芯组件的结构系统、图像处理采集外围系统由本公司独立研发，采用了320x240非制冷焦平面阵列，具有极高的灵敏度，极好的均匀性，小巧轻便，堪称世界上非制冷热成像核心组件顶级低功耗产品。该机芯组件具有技术成熟、功耗低、计算机接口标准灵活等特点，是一款功能强大、性能稳定、全天候工作、无须补偿、电磁兼容性好、环境温度适应性强的产品。目前已广泛应用于我国航天、航空、军工、安全、监控等行业领域。1.2结构示意图CD:n二30l.SroGJ2特点及功能特点1） 320X240非制冷氧化钒（VOx）焦平面阵列；2） 体积小，重量轻，功耗小；3） 具有极高的灵敏度及均匀性；4） 25Hz/30Hz图像输出；5） RS232串口控制功能（RS422/RS485可选）；6） 各种红外镜头可选；7） 供电范围直流9VDC〜18VDC;8） 工作环境温度范围-40°C〜+60°C，满足国军标要求。功能1） 手动/自动调节亮度及对比度；2） 中心十字线加载及消隐；3） 黑白极性切换；4） 快门校正及背景校正；5） 2倍图像放大；6） 伪彩/黑白图像模式切换；7） 14bit（原始图像）/8bit（图像增强）数字视频切换；8） 自动快门开关使能；9） 控制接口形式有：RS232/RS422/RS485;10） 模拟输出格式PAL制/NTSC制可选；11）外同步功能。说明：1）标准机芯的数字视频为14bit（原始图像）输出；2） 标准机芯的自动快门开关使能，即机芯自动定时快门校正；3） 标准机芯输出PAL制，NTSC制式可通过不同软件版本实现；4） 外同步功能可实现，但需要硬件定制版本，标准机芯不支持外同步。

3.1接口示意图及接口定义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图1J6示意图1NC（预留）2热像仪发送（RS232,输出，接电脑DB9插座2脚）3热像仪接收（RS232,输入，接电脑DB9插座3脚）4NC（预留）5RS232通讯地（GND）6电源地（GND）7+12V电源（输入）8电源地（GND）9电源地（GND）10+12V电源（输入）11电源地（GND）12电源地（GND）13模拟视频地（GND）14模拟视频地（GND）15模拟视频输出16备用模拟视频输出表1J6端口信号定义

3・1・2数字视频接口J3图2J3端口示意图3〜1614bit数字信号灰度值，DVO为最低位，DV15为最高位19垂直同步（Vsync,输出）20水平同步（Hsync,输出）21数字视频时钟（输出）41串口接收（3.3VTTL电平,输入）42串口发送（3.3VTTL电平，输出）45GND（电源地）46GND（电源地）47视频信号（输出）48视频地49+12V（机芯电源，输入）50+12V（机芯电源，输入）表2J3端口信号定义

3.1.3外同步接口J1HEADER2图3J1示意图端口端口属性1外同步2GND表3J1端口定义接口时序3.2.1数字视频接口时序数字视频口提供14bit由探测器输出的原始信号，该信号从提供的50pin的座子上引出，可供后续算法开发。具体时序见下图：elkventelkventhentvsync「\八『\八、八』杯、八八八、八、八、八、*\『'\八八八民八』\『M\八、八场同步信号产生行同步信号产生

时序图中各信号含义Clk:像素时钟周期，一个时钟周期输出一个像素，时钟频率不超过6Mhz。Vent:图像的行计数，机芯内部计数器，不对外输出。Hcnt：图像的列计数，机芯内部计数器，不对外输出。Vsyne:场同步信号，数字视频口的VSYNC信号。hsyne:行同步信号，数字视频口的HSYNC信号。场同步vsyne有效：从第7行的328列开始，到247行328列结束，vsyne为高电平，其余时间为低电平。行同步hsync有效：从第8行开始，到247行结束。每行行内的第8列到327列，hsyne为高电平，其余为低电平。3.2.2外同步接口时序T=40ms * Width>=300ns 说明：1）夕卜同步fsync_ext信号频率是25Hz,5VTTL电平，高电平有效，有效脉冲宽度不低于300ns。2）外同步fsync_ext信号不能有抖动（如周期频率不固定），否则图像会闪烁。4通讯协议4.1通讯串口设置通讯串口设置参数如下：异步串行通信标准：RS-232波特率：19200bps传输格式：8个数据位1个起始位1个停止位校验位：偶校验对于每个字节信息，先传输最低位（lsb）4.2信息格式机芯组件通讯信息格式如下：信息头（1个字节，固定为OxCC）子系统ID号（1个字节，固定为0x04）信息体（共2个字节，参见表4）信息尾（1个字节，即校验和）上表中信息体部分详见第4.3节‘数据协议'的描述。信息头、子系统ID号和信息尾如表4、5、6所述。表4：信息头描述各字节名称数据类型字节长度值/取值范围注释信息开始代码无符号字节1OxCC常数表5:子系统ID号描述各字节名称数据类型字节长度值/取值范围注释子系统ID号无符号字节10x04常数

表6：信息尾（校验和）描述各字节名称数据类型字节长度值/取值范围注释校验和无符号字节10-255信息体部分各字节的和对256取模。‘信息头'的首字节为OxCC，是同步代码，表示一帧信息的开始；子系统ID号是系统软件分配给机芯的标识号，用于系统识别单体，热像仪机芯组件子系统ID号为0x04；信息尾是校验和，是对信息体的所有字节求和后对256取模。数据协议4.3.1接收命令热像仪机芯组件接收的命令信息包为5字节定长格式，信息体为2字节，具体定义如表7：表7：输出命令信息体数据格式命令内容字节1字节2（备用）读取产品编号0x00N/A启动自检0x01N/A极性转换（白热）0x02N/A极性转换（黑热）0x22N/A自动模式0x03N/A手动模式0x23N/A增益增0x04N/A增益减0x24N/A亮度增0x05亮度步长亮度减0x25亮度步长十字线消隐0x06N/A十字线加载0x26N/A电子放大1倍0x07N/A

电子放大2倍0x27N/A快门校正0x08N/A背景校正0x28N/A伪彩黑白切换0x09N/A数字图像位宽切换0x29N/A自动校正使能0x0aN/A备注：1） 字节2中的“N/A”可固定为0x00。2） 图像复位后图像状态为白热、自动增益模式、十字线消隐、电子1倍放大、自动校正使能、8bit数字图像位宽、黑白图像显示。3） 亮度步长设置范围为0〜255,过小的步长值一次设置现象不明显，建议的步长设置值为10〜20。4） 数字图像输出使用自定义TTL接口，用户可选择14位的原始数字图像（但经均匀性校正处理和盲元替换处理）和8位经红外图像增强处理的数字图像（该图像可清晰成像）。4.3.2返回状态信息热像仪机芯组件收到命令后,将返回命令执行过程的状态信息。状态信息包为6字节定长格式,信息体为3字节,具体定义如表8：表8：状态信息体状态内容字节1字节2字节3读取产品编号0x00产品编号（备注1）产品编号状态自检信息0x010x00=正在自检0x01=自检完成当自检完成时：故障代码（备注2）极性状态0x020x00=白热0x01=黑热0x00增益调节状态0x030x00=自动0x01=手动0x00增益数值0x04增益值0x00

亮度数值0x05亮度值（备注3）亮度值十字线消隐0x060x00=消隐状态0x01=十字线显示0x00放大状态0x070x00=1倍放大0x01=2倍放大0x00快门校正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伪彩黑白切换状态0x09Ox。。二黑白显示状态0x01=伪彩显示状态0x00数字图像位宽切换状态0x290x00=数字口输出图像增强后的8位图像0x01=数字口输出原始14位图像0x00自动校正使能状态0x0a0x00=禁止机芯自动校正0x01=允许机芯自动定时校正0x00备注1：产品编号按产品出厂次序排列；备注2:故障代码按位判断，0:Pass1:fail备注3:亮度值范围为：0〜999,0表示亮度调为最暗,999表示亮度调为最亮。字节2为高8位,字节3为低8位。控制流程4.4.1信息应答仪器加电后进行上电自检、内部非均匀校正。系统主动向机芯组件发送“上电握手”命令,机芯组件收到命令后,应答上电自检状态信息:握手正常,表示热像仪机芯组件自检正常并与系统通讯建立,进入正常工作状态。如果握手失败,表示仪器故障，不再对其进行操控机芯组件的缺省状态为：白热、十字线消隐、增益自动。正常工作后，系统向机芯组件发送控制命令。机芯在收到命令后，开始执行命令，并向系统汇报状态信息。只有在“增益手动”的状态下，才能进行增益和亮度的手动调节。系统向机芯组件发送“启动自检命令”，机芯应答“正在进行启动自检”，自检过程中不响应其它命令，自检完成后机芯组件主动向系统报告启动“自检完成”及详细自检信息。系统向机芯组件发送“内部非均匀性校正命令”，机芯组件应答“正在进行内部非均匀性校正”，校正过程中不响应其它命令，校正完成后机芯组件主动向系统报告“完成内部非均匀性校正”。所有被动应答时限均为500ms,超过500ms后仍未收到应答，则视为仪器故障或通讯故障；主动应答：自检完成时限为500ms；内部校正完成时限为2s；外部校正完成时限为2s;超过时限仍未收到应答，则视为仪器通讯故障。4.4.2出错控制当接收过程中某个字节奇偶/帧校验出错时,整个信息会全部接收完毕,但所接收的信息无效。当校验和出错时,所接收的信息无效。5使用注意事项用户根据使用该产品的现场条件将仪器固定好。按照本说明书介绍的接口定义，用随机配置的专用电源适配器、RS232电缆、视频输出电缆，将热像仪机芯组件与电源、计算机串行口、监视器连接起来。各插头应对准插座轻轻插入。如果出现插头无法插入的情况，请检查电缆是否与插座匹配，不得强行插入，以免损坏接口。检查确定接线无误后，接通电源。开机等待约15秒后，机芯组件会自动进行非均匀性校正。待仪器稳定工作几分钟后，如果监视器图像还有不均匀的现象，可点击补偿键手动进行非均匀性校正。如果机芯组件工作过程中出现图像不均匀的现象，同样可进行手动校正操作。将镜头对准观测目标。手动调节镜头焦距使目标成像清晰。用户可以通过串口软件对本热像仪机芯组件进行所有功能选项的操作，如调节亮度、对比度，选择亮度/对比度模式，选择电子放大倍数，选择极性，非均匀性校正等，具体操作方法见下节串口软件操作使用说明。使用完毕后，请关闭镜头盖，切断电源。在可能的情况下，请断开所有与本热像仪机芯组件直接相连的电缆线。断开连接时，应先用手指用力捏紧插头上的防滑处，然后向外拔出电缆插头，不得直接强行向外拉扯插头，以免造成插头的损坏。

6软件操作说明运行红外上位机控制软件，设置波特率为19200，校验位为偶校验。设置完毕后，选择打开串口，点击上电握手后，可以进行相关操作。上电后默认模式为自动状态，可以进行快门校正、背景校正，极性切换，十字线加载或消隐，倍数放大及相关颜色切换的操作。如果需要进行对比度及亮度的调节，应把当前模式变成手动模式，点击“手动”按钮后，通过输入增减值，再点击“增”“减”按钮进行亮度及对比度的调节。上位机上默认自动打快门开关为打开状态，如果想关闭这一功能（即不会隔一段时间自动打一次快门，除非用户手动打快门），则需点击上位机软件上的“