深圳市蓝天计算机技术有限公司 李钦
一、机器视觉控制器的研发意义
目前，国内机器视觉的应用研究如火如荼，但不论是将机器视觉应用于工业、农业、军事、科学研究的各项领域，都离不开机器视觉开发平台的搭建。机器视觉是一项综合技术，包括图像处理、机械工程技术、控制、电光源照明、光学成像、传感器、模拟和数字视频技术、计算机软硬件技术（图像增强和分析算法、图像卡、I/O卡等）这些技术在机器视觉中是并列关系，相互协调应用才能构成一个完整的工业机器视觉应用系统。一个典型工业机器视觉系统如下图所示：
遗憾的是，国内现在搭建机器视觉硬件平台所需的各个组件多数以国外产品为主，近来，我国在LED光源与工控机技术方面有了较大进步，但其它部件目前仍然依赖进口。而且即使是在有竞争力的工控计算机系统部件方面，国内也尚未形成专门针对机器视觉市场开发的工业计算机主控产品。因此，国内客户只能以东拼西凑、满足需要为第一要求自行选择工控机，这种无序导致了我国机器视觉研发的低水平瓶颈。
二、BSKY机器视觉控制器的创新优势：
针对国内机器视觉硬件控制平台领域的市场空白，蓝天工控在国内首次提出了“机器视觉控制器”的概念，以国际流行嵌入式方向为研发设计导向，结合当下先进的数据传输模式与工业总线应用，开发基于X86架构的嵌入式机器视觉控制器，以实现对于数据采集、图像处理、系统通讯等多方面的集成平台，使其方便的连接机器视觉硬件环境前、后端设备，实现专业智能化控制，方便机器视觉应用领导研发人员的二次开发，最终促进我国机器视觉研究的快速发展。其产品具有以下4点创新优势：
1． 改善原机器视觉硬件平台常用的数据采集卡+工控机+工业总线卡的复杂模式，将其提升为摒弃数据采集卡，直接利用嵌入式工业主板集成的高速数据传输协议与工业总线接口，用一个集成板卡的自我堆叠即实现开放式、多扩展的高速
2． 通过嵌入式主板丰富的IO接口，提供多种图像数据传输方式，包括USB、PC104、IEE1394等多个接口，方便机器视觉系统二次开发者的外设选择。
3． 在该嵌入式硬件集成方案中，特为工业CCD相机配套了IEEE1394火线传输方式，IEEE1394总结是目前为止计算机技术中最快的高速串行总线，最高传输速度可达400M,真正点对点传输，满足了大数据数字图像的需求，可同时传输数字视频信号和数字音频信号，1394技术在采集和回录过程中没有任何信号的损失。本实用新型中，配套了3个1394接口，可同时支持3个CCD相机，这对于需用多个相机进行同步数据采集的多点机器的视觉工作，可谓别出心裁的贴心设计。可为机器视觉的二次系统集成开发节省大量成本
4． IEEE1394的高速传输直接性能直接可取代传统的数据采集卡，同时本方案更设计了CAN工业总线(Controller Area Network)即控制器局域网络，与一般的通信总线相比,CAN总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性。由于CAN总线本身的特点,其应用范围目前已不再局限于汽车行业，而向自动控制、航空航天、航海、过程工业、机械工业、纺织机械、农用机械、机器人、数控机床、医疗器械及传感器等领域发展。几乎可以应用于所有机器视觉的应用领域。
三、BSKY机器视觉控制器解决方案实现：
该创新型产品依托Intel公司成熟的嵌入式Celeron mobile CPU + INTEL 852GM+82801DB（ICH4）芯片组，选择了Intel公司的Celeron-M CPU、82852GME、82801DB，RealTek公司的RTL8100CL等主要芯片及Philips公司的SJA1000和Xilinx公司的XC9536可编程逻辑器件等主要芯片的方案，开发嵌入式机器视觉专用硬件平台，硬件平台采用标准3.5寸的嵌入式主板形式，体积小，集成度高，低功耗，采用PC104总线可实现多层堆叠。其主要实现技术指标如下：
嵌入式机器视觉控制器技术方案
结构：嵌入式3.5″工业计算机主板结构
处理器：嵌入式INTEL Celeron-M CPU，32KB一级缓存,主频800M/1G
芯片组：INTEL 852GM+82801DB（ICH4）
BIOS： PHONIX BIOS
内存：板载1 DDR SODIMM slot，最大支持1G内存
显示：1个VGA接口，3D AGP 支持1920x1440，共享32M内存，1个LCD接口，支持LVDS，最大分辨率：1280x1024
LAN接口：1个RealTek RTL8100BL 10/100M网卡接口或嵌入ICH4，LAN启动
EIDE接口：一个44PIN/2.0mm标准笔记本硬盘接口
LPT接口：一个并行接口，支持SPP/EPP/ECP模式
COM接口：2个串口，COM1支持RS232，COM2支持RS485模式
1394接口：3个1394高速接口
CF卡座：1个TYPE I 型CF卡座
键盘／鼠标：PS/2键盘、鼠标接口二合一接口
RTC：嵌入ICH4
CAN接口：
1． 端口数：2
2． CAN 控制器：SJA1000
3． CAN 收发器：82C250
4． 信号支持：CAN_H，CAN_L
5． 存储器地址：从C800H到EF00H
6． IRQ：3,4,5,6,7,9,10,11,12或15
7． 连接器：DB9和2 x 5/2.54mm插针可选
8． 隔离电压：1000V(DC)
DIO接口：
I/O基址： 8个连续端口地址，有6个基地址（0X210、0X218、0X220、0X228、
0X230、0X238）供用户选择
中断IRQ： IRQ3、IRQ4、IRQ5、IRQ6、IRQ7、IRQ9、IRQ10、IRQ11、IRQ12、
IRQ14、IRQ15（软件可编程）
光电隔离开关量：8路输入/8路输出
输入：TTL电平或5V、24V可选
输出：OC门开路输出吸入电流50mA，耐压24VDC，上电高阻状态
总线接口：PC/104总线
电源需求：电源接口， +12V和+5V供电
工作温度：宽温0℃～+60℃
相对湿度：相对湿度5%～95%，非凝结。
四、BSKY机器视觉控制器的市场前景
BSKY机器视觉控制器是继2008年蓝天工控推出的嵌入式机器视觉主板EC3-1698之后，再接再励对机器视觉市场深耗细作的创新与突破。该产品已申请实用新型专利（专利受理号：200920051410.3）面对中国机器视觉领域未来产值数亿元的大市场蛋糕，蓝天工控嵌入式机器视觉控制器的推出，对于机器视觉应用行业的终端集成商可谓“江湖及时雨”，可有效帮助软硬件研发人员的快速硬件定型，集中精力优化软件或者整体产品设计，而不再为市场纷繁复杂的工控选型大伤脑筋。蓝天工控将全力支持机器视觉终端集成商，同时也欢迎渠道以各种形式与我们合作，共同作大作强中国的嵌入式机器视觉市场。
