مقاله در مورد سودمندیIEEE1394

بخشی از مقاله

سودمندیIEEE1394

IEEE 1394 چیست؟

IEEE 1394 با نامهای دیگری نیز از قبیل Sont I – Link , Apple Fire wire شناخته می شود. این اسامی یک درگاه دیجیتال ارزان قیمت ، انعطاف پذیر و با استفاده آسان است که میتواند بسیاری از مشکلات مصرف کنندگان را برای اتصل ابزارهای جانبی با سرعت بالا به PC و به یکدیگر را حل نماید.

این گذرگاه برای اولین بار توسط شرکت Apple معرفی شد و سپس توسط گروه کاری 1394 در داخل موسسه مهندسان برق و الکترونیک (Electrical and Electronics Engineers (IEEE Institute of توسعه داده شده و استاندارد گردید. استاندارد IEEE 1394  کلیه مشخصات مورد نیاز برای این گذرگاه را تعریف مینماید. این گذرگاه به خاطر استفاده مستقیم از داده های دیجیتال که نیاز به تبدیل داده ها را از میان برمیدارد توانایی انتقال سیگنالها با کیفیتی بسیار بهتر را دارا میباشد. بعلاوه این گذرگاه با استفاده از یک کابل سریال نازک و کوچک بسیاری از مشکلات به وجود آمده توسط گذرگاههای موازی عریض با کابلهای پهن و بزرگ را حل مینماید.

همچنین این گذرگاه با نصب کاملاً خودکار کلیه پیچیدگیهای نصب نرم افزاری به صورت دس

تی را حذف نموده است . با پشتیبانی از عملکرد Hot – Plug  توانایی نصب نمودن و برداشتن ابزارها را در زمان کار سیستم بدون نیاز به Reboot ارائه می نماید. IEEE 1394 گذرگاهی بینهایت انعطاف پذیر و قابل تنظیم است و میتواند در سرعتهای Mbps 100 , 200 , 400 به وسیله یک کابل پیوسته بسته به نوع نیاز عمل نماید. با استفاده از این گذرگاه میتوان ابزارها را به صورت ستاره ای به همراه یک هاب مرکزی و یا به صورت حلقوی و بدون نیاز به هاب مرکزی به یکدیگر متصل نمود.  همچنین به وسیله IEEE 1394 میتوان ابزارها را بدون نیاز به اتصال به یک PC به یکدیگر نیز متصل کرد و اتصالات Peer – To – Peer به وجود آورد.

این گذرگاه با استفاده از تکنیکهای زمانهای بحرانی به وجود آمده در انتقال اطلاعات جریانی مخصوصاً کاربردهای صدا و ویدیو را از میان برداشته و به این صورت از هزینه میکاهد.

 سودمندی IEEE1394

تا کنون افرادی که در زمینه machine vision  کار می کردند در مورد منافع و مضرات استاندارد شبکه ای دیجیتال IEEE1394 که توسط مصرف کنندگان دوربین های ویدئویی DV و توسط APPle این استاندارد firewire و link توسط sony نامیده می شود. چیزهایی شنیده اند. شبیه بیشتر تکنولوژی سخت افزارهای machine vision این استاندارد بدون فکر قبلی در این زمینه ابداع شد بنابراین هنگام تولید جای تعجب زیادی نبود . machine vision به هوشمندی و پشتکار و تهیه مستندات نیازمند است.

در ظاهر شید این که در  محیط کاری machin vision هیچ تکنولوژی دوربین دیگری کار نمی کند. اما در حقیقت هنگامی که 1394 تکنولوژی را ادغام کرد منافع آن در مقابل محدودیت هایش برای استفاده در زمینه وظایف machin vision بسیار بیشتر شد.

واقعاً IEEE1394 چیست؟

در پایین ترین سطح، 1394 چیزی بیش از یک استاندارد شبکه دیجیتال پر سرعت نیست شبیه fast Enternet . گرچه از دو نظر اساسی با استاندارد loobaset که شبیه این استاندارد است متفاوت است :

• این استاندارد برای ارتباط
• ات با مسیرکوتاه در نظر گرفته شده اند با سرعت mbp 400 که امروزه دارنده هزینه کمتر از کابل کشی و محدودیت فاصله آن با استافده از hub و reapter مانند تکنولوژی Ethernet (IEEE1394) از میان برداشته شود که هزینه hvb امروزه بسیار کم می باشد.
• این استاندارد پهنای باند را می تواند تضمین کند در حالت Isochronous کانال با پهنای باند معین شده برای هر وسیله متصل شده وجود دارد. و این امکانات اجازه می دهد تصویر زنده بدون وقفه به شبکه مشترک مقابل بدون «hiccup » ارسال شود.

هنگامی که شما درباره استفاده دوربین های دیجیتالی با سیستم دید صنعتی صحبت می کنید یک مورد انتقادی که وجود دارد در ذهن تداعی می شود و آن 1394 Trade Associotion Digital comera specification  است (مشخصات دوربین دیجیتال اتحادیه بازرگانی 1394) که به صورت مخفف (.cam  spec) گفته می شود.

D.cam spec استاندارد طراحی دوربین ها است که تعریف می کند خصوصیاتی که به اندازه کافی برای استفاده صنعتی نیرومند می باشند.

با طراحی دوربین ها برای D-cam spec ، امکان استفاده از مجموعه ی استاندارد پیغام ها برای ردیابی دوربین در شبکه 394 و سپس پرس و جو در مورد توانایی های آن امکان پذیر است.

این توانایی ها شامل لیستی از حالت های ویدیوئی و وضوح تصویر پشتیبانی شده و لیستی از خصوصیات قابل برنامه ریزی مثل فیلتر کردن، تعادل برقرار کردن، بزرگ نمایی و روشنی تصویر است.

به خاطر داشته باشید که استفاده از دوربین های طراحی شده برای D-camspec نیاز به بسته نرم افزاری برای کامپیوترهای میزبان دارد که آن ها را قادر کند که دوربین های آماده D- com را کنترل کنند.

یکی از خصوصیات مهم D- com spec این است که استانداردهای ویدئویی مختلف را تعریف می کند و با هر فرصت استاندارد نیز مدهای استاندارد مختلف را تعریف می کند برای مثال

Format 1 , mode 5 frome Rote 3 – 640 ´ 480 monochrome / 8 bit / pixel

Format 2 , mode 2 , frome rate 2 = 1280  ´ 960 / monochrome / 8 bit / pixel / 75 frome per second

این فرصت های استاندارد بسیار مهم هستند چون کار نرم افزارهای D- com را در کامپیوترهای میزبان برای کنترل دوربین و فرایند رسیدن تصویر آسان می کنند.

فرصت های استاندارد به نرم افزار اجازه  تغییر برخی خصوصیات پایه ای کار دوربین را با کمی تغییر در تنظیمات می دهد این تغییرات اجازه می دهند که نرم افزار اطلاعات خصوصیات تصاویر ورودی را بداند بنابراین قادر خواهد بود که فرآیند و نمایش تصویر را به درستی انجام دهد.

خصوصیات D- com معمولاً شامل فرصت تصاویر باز که در فرصت v نامیده می شود است این فرمت راهنمایی عمومی است برای این که ساختار تصویر باید چگونه باشد اما انعطاف کافی را داشته باشد بنابراین طراحان دوربین می توانند از راه های یکتا استفاده کنند. برای مثال فرمت v برای پیاده سازی محیط اسکن به کار می رفت (AIO ) با (AOI ) کاربران دوربین می توانستند محیطی از حسگرهای دوربین را طراحی کنند و فقط اطلاعات تصویر از محیط طراحی از دوربین های ارسال خواهد شد.

رویا 1394

رویایی machine vision وجود دارد که من جرات به کار بردن آن را سال پیش نداشتم. پشت میزم می نشیم و تصاویر ویدئویی ضعیفی را در سه پنجره کامپیوترم می بینم . یک پنجره را 20 فریم در هر ثانیه دریافت می کند به صورت Ful – color 580 × 780 پنجره دیگر از ویدئو 30 فریم در هر ثانیه دریافت می کند از دوربین 480 × 640 . سومین پنجره 7030×1300 تصویر را در بیش از 10 فریم در هر ثانیه بر اساس سیگنال های مدارهای خارجی دریافت می کنند که مستقیماً توسط دوربین تحویل داده می شود.

همه این فرمت های ویدیویی در بیش از یک شبکه اجرا می شوند با اتصالات کابلی 50 دلاری برای هر دوربین که به هاب 200 دلاری متصل است. کابل 50 دلاری دیگر به هاب 1700 دلاری برای کامپیوترهای Dell متصل است.

از زمانی که داده های ویدئویی 1394 مستقیماً بر روی کامپیوتر میزبان ذخیره می شود داده های ویدئویی برای پردازش از زمانی که می رسند آماده هستند. به طور نمونه نرم افزارهای کنترلی دوربین شامل حالت های که اجازه پردازش و نمایش تصویر را می دهند خواهند بود آن ها به طور معمول شامل توانایی تغییر تنظیمات دوربین در فضا را هم دارند.

تکنولوژی

مقایسه بین  IEEE1394  و دیگر واسط های دیجیتالی

از زمانی که واسط های مختلف زیادی موجود است مانند 644 RS و 422RS و usb سیستم های بینایی مجتمع ساز بسیار زمانی که یک واسط درست را برای کاربرد انتخاب می کنند گیج می شوند برای تصور طراحی از یک سیستم بینایی این راهی برای داشتن یک واسط درست است.

مسائل راپیچیده تر می سازد و این پاسخ آسانی نیست مثل این که IEEE1394  بهترین انتخاب است علاوه بر این استاندارد Comerolink جدید به وسیله شرکت های Pulnix و Basler AG  ارتقا داده شده است ولی چرا IEEE1394  یک چاره باید باشد؟

این سوالات به همان اندازه بیشتر کاربردهای بینایی پیچیده هستند و رهنمون ساده هم وجود ندارد هرکدام از این واسط ها مزایا بسیاری را ارائه می دهند و هر کدام از آن ها مضرات خاص خود را دارند در جدول زیر مقایسه ای بین سیستم های واسط ارائه شده است (صفحه 3)

یک مقایسه با دقت از خصوصیات نشان داده شده در  جدول باید راهنما انتخاب اول شما برای رابط ها باشد برای مثال مجتمع کننده کی که نیاز به سرعت بالا دارد usB2 و IEEE1394 نمی توانند اولین انتخاب باشند از طرفی دیگر این باس ها اولین ها برای انتخاب در حالت جایی که چندین دوربین مورد نیاز است یا هزینه یک مسئله بحرانی است. بنابراین کاربران نیاز به آگاهی از خصوصیات جاری D-Com دارند که به وسیله دوربین های line Scan پشتیبانی نمی شوند گرچه خصوصیات به صورت باز هستند و پشتیبانی line Scan می تواند از طریق فرمت V انجام شود.

انعطاف پذیری و کاهش قیمت

بسیاری از مهندسان کاربردی پردازش تصویر با یک مشکل مشابه عمومی روبرو هستند که زمان طراحی و ساخت یک سیستم رخ می دهد. کاربر نهایی نیاز به یک سیستم انعطاف پذیر با قابلیت تطابق ساده و زمان تحویل سریع و از همه مهم تر قیمت مناسب دارد. با سیستم های متداول به صورت دیجیتال یا آنالوگ مهندسان باید خودشان ترکیب مشخص دوربین های موجود و فریم های تصویر در حافظه و نرم افزارها را محدود کنند. انتخاب محصولات برای تنظیمات این سیسم ها محدود شده است مگر این که تصمیمات برای استفاده از تصاویر حافظه فریم گران قیمت گرتفه شود که به وسیله چندین دوربین پشتیبانی می شود که به گاهی multi – norm نامیده می شوند. این معمولاً امکان پذیر نیست که چندین دوربین با وضوح متفاوت در یک frome grabber مشترک عمل کنند.

برای بسیاری از کاربردها و احداث دوربین ها دیجیتال به وسیله قیمت معین شده توسط خریدار آخر ممانعت می شود با افزایش استفاده از IEEE1394 در تجارت پردازش تصاویر صنعتی بسیاری از مشکلات قابل حل هستند با راه های مطمئن و هزینه مناسب

مثال هزینه سخت افزاری

این مثال در سیستم بینایی مشابه را مقایسه می کند برای هر سیستم از 4 مگا پیکسل وضوح تصویر دوربین ها دیجیتال استفاده می کند. راه حل های سنتی شامل یک Frome grabber برای هر دوربین بودند یک کابل داده دیجیتال موازی برای هر دوربین و یک هم چنین منبع تغذیه برای هر دوربین.

راه حل 1394 نیازمند یک هاب و یک کارت واسط برای اتصال 4 دوربین است با پنج کامل ارزان قیمت 1394 . کابل های 1394 توان را مستقیماً از منبع تغذیه داخلی کامپیوترها به دوربین انتقال می دهند. توجه داشته باشید که همه کامپیوترها توانایی تغذیه همه دوربین ها را ندارند در برخی حالات باید از منبع های تغذیه جدا هم استفاده شود.

پشتیبانی دوربین های چند گانه

در برخی کاربردها برای مثال بازدید چندین شی پیچیده دوربین ها با وضوح متفاوت و نرخ فریم مختلف مورد نیاز می باشند. یک مثال کلاسیک استفاده از رخ فریم بالا دوربین های CCIR مثل Bloster A302f در ترکیب با نرخ فریم پایین تر،  دوربین ها با وضوح بالا مثل دوربین Basler A101 f . با کمک توانایی های IEEE1394 می توان دوربین های چند گانه را با یک راه ساده و استاندارد کنترل کرد. مهندسان پردازش تصویر می توانند بدون هزینه و بدون سختی برنامه نویسی Multi norm کار کنند. IEEE1394 اجازه می دهد دوربین های مختلف با یکدیگر به راحتی کار کنند.

تکنولوژی سه بعدی یک محیط کاربردی صنعتی نمونه برای دوربین های چند گانه است بیشتر از 2 دوربین برای کاربردها از این نوع نیاز هستند با IEEE1394 از نظر علمی اتصال 64 وسیله یک واسط باس امکان پذیر است در عمل پهنای باند محدودیتی برای شماری از دوربین را تعیین می کند. شمار جاری از نرخ انتقال استاندارد IEEE1394 نرخ انتقال بیش از MBit /S 400 را پشتیبانی می کند.

اخیراً بین 2 و 4 دوربین با نرخ داده تصویر نهایی بیش از MBit /s 256 عمل می کند با ضبط کردن تصویر همزمان.

طراحی بدون مسیر از باس تنظیمات از دوربین و برگشت تأیید برای هر PC بسیار ساده می سازد این اتصالات ساده امکان کاهش هزینه زیادی را ممکن می سازد برای اولین بار ضبط کننده تصاویر دیجیتال با همه سودمندی هایش مثل کیفیت تصویر بهتر و قابلیت کاهش برای تداخل وظایف برای کابل ها هزینه سودمند است و یک چاره واقعی شده است.

تنظیم پارامترهای منحصر قبل از ضبط تصویر

از زمانی که امکان تنظیم برای هر دوربین قبل از ضبط تصویر مهیا شد یک سیستم پردازش تصویر برای مخصوصاً انعطاف پذیری سرعت از 1394 IEEE استفاده  می کرد. انعطاف پذیری تنظیم کردن سیستم را برای موقعیت های مختلف مثل رفتارهای انعکاسی مختلف از تست تکه ها یا بخش های مختلف آسان می کند. از میان استفاده از AOI چیزی که فقط یکی از پارامترهایش که می تواند به وسیله 1394 IEEE  کنترل شود پهنای باند داده شده که می تواند به صورت مؤثر استفاده

شود. خصوصیات AOI اجازه می دهد کاربران دوربین بخشی از آرایه حگرهای دوربین را تعیین کنند و زمانی که یک تصویر ضبط می شود فقط اطلاعات پیسکا از بخش تعیین شده در آرایه به خارج از دوربین انتقال داده شود این قسمت اختیاری مورد علاقه است زیرا دوربین ها که یک AOI قابل تنظیم متوالی را ارائه می دهند می توانند از انتقال داده های پیکسل غیر ضروری جلوگیری کنند.

تکنولوژی Blaster vision از این قابلیت برخوردار است.

مثال های کاربردی

امروزه کاربردهایی قبلاً وجود داشتند که سودمندی  1394 IEEE را تحقق می بخشیدند برای مثال یکی از چهار سایت خریدارها Bloser بود که با سیستم بینایی روبرو شد که خصوصیات زیر را داشت.

ماشینی هست که سیستم اسمبلی با سرعت بالا است 2 روبات مستقل که در بخش های مختلف شرکت می کنند از یک واحد پشتیبانی و بخشی از قسمت های Plate

زمان قطعی است و بدترین هاست بخشی است در صدمتری است دقت بخش های نصب معمولاً بحرانی است. برای داشتن یک بازرسی سیستم بینایی این عملیات با 4 دوربین مورد نیاز است.

1-2 دوربین Blaser A302F با وضوح پایین برای چک کردن این که آیا صفحه پایه در جا خود است.

2- 2 دوربین Bloser A101 F با وضوح بالا برای چک کردن مقدار اجزا

از زمانی که بیشتر بخش ها متفاوت هستند 2 دوربین A101F باید قبل از استفاده تصویر تنظیم شود.

راه حل قبل از اختراع Blaser

کاربران از دوربین های آنالوگ با وضوح CCIR استفاده می کردند. این محدودیت شدید شماری از بخش ها که با قادر استفاده از روبات ها قابل نصب شدند. زمانی که این دوربین ها پورت ها ارتباطی نداشتند برای تنظیم کردن تنظیمات AOI ممکن نبود و تفاوت در انعکاس از بخش ها نیاز برای تنظیم به وسیله مدارهای Flash

هر دوربین به یک Frame grabber متصل شده است.

راه حل ممکن با دوربین های دیجیتال با استفاده از RS  644 یا Camera link

استفاده از RS644 یا Camera link اساس دوربین ها است. خریداران نیاز به یک Frome grobber برای هر دوربین  دارند. این بسیار شبیه این است که کاربران نیاز به دو PC داشته باشند. تغییرات تنظیمات دوربین نیازمند کارت های مدارهای نمایی است از زمانی که مدارهای پردازش تصویر ساده نتوانستند به سادگی تغییرات ثبات ها برای AOI متفاوت را انجام دهند.

راه حل  1394 IEEE

همه دوربین ها به یک کارت واسط در PC متصل شده اند. Blaser A302F فقط استفاده می شود زمانی که یک صفحه پایه به وسیله یک خروجی قرار داده می شود. در عملیات نرمال فقط دو دوربین A101F داده ها به طور همزمان ارسال خواهند کرد و عمل خواهند کرد در تقریباً 10 frame ps . از زمانی که  1394 IEEE از ارتباطات bi – directional بین دوربین و PC پشتیبانی کرد قبل از هر ضبط کننده PC , frome به راحتی می تواند وضوح بزرگ نمایی و آفست یا سه چیز مورد نیاز دیگر را تغییر دهد.

1394 IEEE و Windows XP

زمانی که وسایل قابل حمل می توانند به کامپیوترها به آسانی متصل شوند و عمل انتقال به سرعت انجام گیرد کارآیی این وسایل هم بالا می رود.

این موضوعات ما را به سوی پورت  1394 IEEE می برد تغییر پورت های سریال Bus  1394 IEEE یک پروتکل انتقال داده سریال است هر دو این استانداردها توانایی اضافه کردن و حذف کردن وسایل را از زمانی که کامپیوتر روشن است دارا می باشند اما  1394 IEEE Bus مزایای دیگری هم دارد. usB1.1 مزایای دیگری هم دارد. usB1.1 که امروزه استفاده از آن رایج است نرخ انتقال داده آن 12MPS است در حالی که  1394 IEEE نرخ انتقال Mbs 400 دارد. usB معمولاً در کاربردهای پهنای باند کم مثل اتصالات دوربین های دیجیتال و audio player قابل حمل استفاده می شوند. امروزه  1394 IEEE به طور معمول برای کاربردهای پهنای باند زیاد مثل دوربین های ویدئوئی دیجیتال و harddrive های خارجی به کار می رود.

در ابتدا در سال 1986  توسط شرکت Apple با مشخصات fire wire توسعه داده شد و خصوصیات این استاندارد در سال 1995 با نام کمی سحر آمیز  1394 IEEE استاندارد شد. sony هم چنین برای ترقی 1394 اقداماتی انجام دارد آن را برای شرکت خود iLink نامید. اما آینده خصوصیات 

1394 IEEE هنوز در راه است. هنگامی که تکنولوژی USB سرعت آن را به MBS 480 رساند  1394 IEEE هم با سرعت MBS 800 به بازار عرضه شد. برنامه آینده 1394 شامل b 139 P است که برای استفاده از کابل فیبر نوری و هم چنین CAT – 5 مجهز خواهد شد. که این خصوصیات سبب خواهد شد سرعت آن تا 3200 افزایش پیدا کند و بسیاری از وسایلی که نیازمند استفاده از Scsi بودند  امروزه به  1394 IEEE تغییر وضعیت داده اند.