深圳清华视讯电子科技(热成像)使用说明书.doc

使用说明书

型号：GTII640CM-B00型红外机芯

拟制：
审核：
标准化：
批准：

深圳市清华视讯电子科技有限公司
二〇一二年十二月

FJR 使用说明书
目 录

1 技术规格 1
2 组成 1
3 机芯的硬件连接 2
4机芯的软件操作 4
4.1 软件功能介绍 4
5 机芯的简要操作 4
6 维护与修理 6
6.1 操作使用者的日常维护保养 6
6.2 探测器表面的清洁 6
6.3 一般故障及排除方法 6
7 硬件接口定义 6
8 机芯通讯协议 7
8.1 通讯通道电气描述 7
8.2 通讯协议软件描述 8
8.3 通讯协议命令列表 9
8.4 通讯协议命令列表 10
8.5 通讯协议命令列表参考 11

FJR 使用说明书
1 技术规格

探测器 Vox UFPA 640 ×512
探测波段 8-12μm
像素尺寸 17μm
NETD ≤60mK（F/1）
启动时间 ≤20s
视频输出 PAL/NTSC
帧频 25Hz/30Hz
图像调节 亮度调节/对比度调节/图像增强
电子放大 ×2 差值放大
极性 白热/黑热
镜头电机供电 DC 6 V -12V
命令与控制 RS232
供电 DC 9 V -18V
功耗 ≤2W@25℃平均值
≤3W@25℃峰值
工作温度 -40~60℃
外型尺寸 ≤43mm×43mm×46mm
重量 ≤100g

2 组成
a) 红外机芯
全天候信号接收、转换、处理和显示，红外设备的核心处理器，见“图1 GTII640CM-B00机芯外观”。
b) 工装线
用于红外机芯的供电，机芯与电脑及监视器连接，提供数据传输、视频传输和供电功能；见“图2 GTII640CM-B00机芯工装线”。
c) 操作软件
通过串口对红外机芯进行操作和功能控制；见“图3 IR.exe控制软件界面”。

图1 GT640CM-A00机芯外观
图2 GT640CM-A00机芯工装线

3 机芯的硬件连接
机芯的硬件连接见“图4 机芯硬件连接总图”。
a) 工装线与机芯的连接：将工装线的视频插头和10芯插头按照图中所示与机芯进行连接，10芯插头连接方向见“图4 机芯硬件连接总图”。
b) 工装线与监视器的连接：按照图示将工装线的视频插座与监视器正确连接。
c) 工装线与电源的连接：将工装线的阴叉和阳叉按照图示与直流电源进行连接，其中带红线的为阳叉。
d) 工装线与电脑的连接：将工装线的串口插座与电脑的COM口进行连接，如果电脑没有COM口只有USB口，则添加USB转串口插座。

工装线
监视器
工装线与机芯的连接
工装线与监视器的连接
总连接图
工装线与电源的连接
工装线与电脑的连接
直流电源
电脑
图4 机芯硬件连接总图

4机芯的软件操作
4.1 软件功能介绍
a) 图像校正：通过快门或其他物体对镜头进行遮挡，采集均匀背景，从而对视频进行均匀性修正；
b) 调焦：调节镜头镜片，对不同距离的物体聚焦；
c) 变倍：调节镜头镜片，使视场发生变化，以满足观察不同景物的需求；
d) 复位：用于机芯功能调试完毕后的系统恢复或控制状态不明确时的系统恢复；
e) 时域滤波：改善图像视觉效果，图像更加稳定。
f) 十字叉显示：屏幕中央显示十字叉，用于对特定物体的定位；
g) 电子放大：将图像中间1/4区域放大至整个屏幕；
h) 图像增强：图像边缘或细节丰富的区域会更加清晰，细节更容易分辨；
i) 白热极性：图像显示为白热状态，即温度越高的物体图像越白；
j) 十字叉坐标调节：改变十字叉水平坐标和垂直坐标。
k) 增益调节：调节视频增益，图像对比度会发生变化，细节和噪声会发生变化；
l) GAMA变化：调节图像的灰度分布，能细致的显示较亮或较暗区域的细节；
m) 亮度调节：图像会发生亮暗变化；
n) 彩色模式：图像会发生色彩变化。
o) 变倍调焦速度：调节镜头电机的变倍和调焦速度。

5 机芯的简要操作
红外机芯方便易操作，简要步骤如下：
a) 将机芯与对应的镜头进行连接；
b) 将直流电源电压调节为10V±0.1V； 直流电源调节方法见“图6 直流电源操作方法”所示；
c) 按“机芯的硬件连接”的操作方法，连接机芯、工装线、电源、监视器和电脑；
d) 开启直流电源、电脑和监视器，等待20s左右，监视器屏幕上出现稳定的热图像；
e) 启动操作控制软件；
f) 手动或电动调节镜头焦距，直到图像清晰；
g) 根据观察环境和成像效果，调节机芯功能，如亮度、图像增强、增益等。
h) 当工作一定时间或图像均匀性变差时，按动“手动校正”按钮，改善图像质量，或者开启“自动校正”功能，设备将根据图像效果自动进行均匀性校正；
i) 使用完成后，关闭直流电源和操作软件，拆除设备并装箱。
图6 直流电源操作方法
点击开关
开启电源
调节电压旋钮至10V±0.1V

6 维护与修理
6.1 操作使用者的日常维护保养
操作使用人员的日常维护保养内容仅限于更换或检查电源、电缆、日常清洁保养及功能性检查，以保证仪器处于良好的技术状态。
6.2 探测器表面的清洁
机芯探测器表面避免用手触摸，当有灰尘等附着物时，需进行清洁工作，方法为用吹气球对探测器表面吹气，吹去表面的一些浮尘，再用棉签沾取酒精进行擦拭；机芯不使用时请拆除装箱并安全放置。

6.3 一般故障及排除方法

故障现象
原因及排除方法
电源不通
检查直流电源是否限流
检查工装线插头是否连接正确
操作软件无通讯
检查波特率是否设置正确
检查是否打开串口
检查通道或COM口是否选择正确
视场内无目标
调节焦距观察是否虚焦
无法调焦、变倍
检查镜头电机插座是否连接
镜头电机电压是否为6V-12V
控制按钮调节不当
点击“复位”按钮，恢复默认状态
7 硬件接口定义
机芯硬件接口参见“图7 机芯硬件接口”。
2
1
10
9
15500
16
1
2
2
1
12
11
电机驱动接口
保留接口
电源控制接口

a) 镜头接口
引脚
描述
引脚
描述
1
保留，不连接
2
保留，不连接
3
保留，不连接
4
保留，不连接
5
保留，不连接
6
保留，不连接
7
保留，不连接
8
保留，不连接
9
调焦电机A，输出
10
调焦电机B，输出

b) 供电/控制/视频输出接口定义
管脚序号
功能定义

管脚序号
功能定义
1，2
电源正，输入
3，4
电源地，输入
5
视频输出
6
视频地
7
RS232，TX，输出
8
RS232，RX，输入
9
GND
10
GND
11
保留，不连接
12
保留，不连接

8 机芯通讯协议
8.1 通讯通道电气描述
红外热像仪和主机之间采用异步串行通讯方式，硬件接口为RS422或者RS232总线，串口硬件设置为：
波特率： 19200 bps
起始位： 1 bit
停止位： 1 bit
校验： 无校验
数据位： 8 bit
上述参数在实际应用中可能会有变化，视用户需求而定。

8.2 通讯协议软件描述
a) 主机通过串口向红外热像仪设备发送指令，控制红外热像仪执行相应动作；通讯命令按照约定的数据包格式发送；如果主机向红外热像仪的数据包的字符之间间隔超过10ms，红外热像仪将可能拒绝执行命令。
b) 不具有持续作用能力的命令相互之间不冲突；比如发送“调焦近”命令后发送“手动快门校正”命令，调焦动作将持续进行，直到机械限位或者主机发送“调焦停止”命令。
c) 具有持续作用能力的命令在未被终止命令终止前与同类命令冲突，此时将执行最新的命令；比如主机发送“调焦远”后，接着发送“调焦近”命令，此时红外热像仪将执行“调焦近”命令。
d) 通讯数据包约定
通讯数据包约定见“图8 通讯数据包定义”。
图8 通讯数据包定义
3，4，..，n-1，n
n+1
n+2
1
2
首字节
起始标志：F0H

第二字节
数据长度：n-2

数据
第一个字节为设备地址，约定为26H；
第二个字节为指令数据；
其余为附加数据

第N+1字节，用于校验
内容为第3,4,..，n-1,n字节的累加和

尾字节
结束标志：FFH

（1）起始标志：1 个字节，用16进制可表示为F0H；
（2）数据长度length：1 个字节，X；
（3）数据：length 个字节的数据
（4）校验和：length 个字节的数据的和取低8 位
（5）结束标志：1 个字节，用16进制可表示为FFH；
（6）在数据包中，除了起始标志和结束标志以外，也就是在第2到第N+1之间的数据，如果出现关键字F0H、FFH 或F5H，则需要并将其变为F5H 00H、F5H 0FH、F5H 05H来发送。
（7）数据包中的数据长度length 以有效数据的数量为准，即不需要也不得将转义字符的数量累加上去。

8.3 通讯协议命令列表
通讯协议命令列表——主机可发送命令汇总。
命令数据包
名称
设备地址
指令
标识
附加数据
备注
状态查询
26H
00H

有反馈
调焦
26H
01H
一个字节。00H为近处方向；0FH为远处方向

手动背景校正
26H
02H

手动快门校正
26H
03H

十字叉显示
26H
04H
一个字节。00H为不显示十字叉；0FH为显示十字叉。

极性设置
26H
05H
一个字节。00H为白热状态；
0FH为黑热状态

自动校正设置
26H
07H
一个字节。00H为关；0FH为开。

电子放大设置
26H
08H
一个字节。00H为关；0FH为开。

视频增益设置
26H
09H
一个字节。 0~255。默认值为128

视频亮度设置
26H
0AH
一个字节。 0~255。默认值为128

十字叉横坐标
26H
0BH
两个字节。 0~65535。先低后高

十字叉纵坐标
26H
0CH
两个字节。 0~65535。先低后高

图像增强
26H
0EH
一个字节。00H为关；0FH为开

调焦变焦停止
26H
10H

变焦
26H
11H
一个字节。00H为大视场方向；0FH为小视场方向

系统复位
26H
80H

热像仪参数恢复到默认状态
上述命令在实际应用中可能会有变化或增减，视用户需求而定。约定设备地址为26H，可视应用环境改变。

8.4 通讯协议命令列表
通讯协议命令列表——红外热像仪反馈命令汇总。
红外热像仪不主动发送数据，只有在接收到“状态查询”才会响应，其响应数据包符合“通讯数据包约定”。
响应数据包名称
设备
地址
指令
标识
附加数据
状态查询
26H
00H
首字节：
B0：十字叉显示，0为关闭，1为开启；
B1：极性标示，0为白热，1为黑热；
B2：自动校正设置，0为关闭，1为开启；
B3：电子放大设置，0为关闭，1为开启；
B5：图像增强设置，0为关闭，1为开启；
其余为保留位，设置为0。
第二字节：视频增益。
第三字节：视频亮度。
第四、五字节：十字叉横坐标，先低后高。
第六、七字节：十字叉纵坐标，先低后高。
第八到十六字节：保留。
上述命令在实际应用中可能会有变化，视用户需求而定。约定设备地址为26H，可视应用环境改变。

8.5 通讯协议命令列表参考
假设热像仪的设备代码为26：
（1）状态查询：F0 02 26 00 26 FF
（2）调焦（近处方向）：F0 03 26 01 00 27 FF
（3）调焦（远处方向）：F0 03 26 01 0F 36 FF
（4）手动背景校正：F0 02 26 02 28 FF
（5）手动快门校正：F0 02 26 03 29 FF
（6）十字叉显示：F0 03 26 04 0F 39 FF
（7）十字叉隐藏：F0 03 26 04 00 2A FF
（8）极性设置（白热）：F0 03 26 05 00 2B FF
（9）极性设置（黑热）：F0 03 26 05 0F 3A FF
（10）自动校正设置（开启）：F0 03 26 07 0F 3C FF
（11）自动校正设置（关闭）：F0 03 26 07 00 2D FF
（12）电子放大（开启）：F0 03 26 08 0F 3D FF
（13）电子放大（关闭）：F0 03 26 08 00 2E FF
（14）视频增益（设置为128）：F0 03 26 09 80 AF FF
（15）视频增益（设置为0）：F0 03 26 09 00 2F FF
（16）视频亮度（设置为128）：F0 03 26 0A 80 B0 FF
（17）视频亮度（设置为0）：F0 03 26 0A 00 30 FF
（18）十字叉横坐标（设置为160）：F0 04 26 0B 00 A0 D1 FF
（19）十字叉横坐标（设置为0）：F0 04 26 0B 00 00 31 FF
（20）十字叉纵坐标（设置为120）：F0 04 26 0C 00 78 AA FF
（21）十字叉纵坐标（设置为0）：F0 04 26 0C 00 00 32 FF
（22）图像增强（开启）：F0 03 26 0E 0F 43 FF
（23）图像增强（关闭）：F0 03 26 0E 00 34 FF
（24）调焦变焦停止：F0 02 26 10 36 FF
（25）变焦（大视场方向）：F0 03 26 11 00 37 FF
（26）变焦（小视场方向）：F0 03 26 11 0F 46 FF
（27）系统复位：F0 02 26 80 A6 FF
约定设备地址为26H，可视应用环境改变。

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