基于千兆以太網(wǎng)傳輸?shù)膶挿鶊D像掃描系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了基于千兆以太網(wǎng)傳輸?shù)膶挿鶊D像掃描系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法，解決現(xiàn)有的寬幅圖像掃描系統(tǒng)存在數(shù)據(jù)處理速度慢、且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題。本發(fā)明包括上位機(jī)，與該上位機(jī)雙向連接的千兆以太網(wǎng)接口芯片，與該千兆以太網(wǎng)接口芯片雙向連接的CPU，以及至少為兩個(gè)并排設(shè)置的CIS模擬前端；所述CIS模擬前端包括與CPU連接的CIS光源驅(qū)動(dòng)模塊，與該CIS光源驅(qū)動(dòng)模塊連接的CIS傳感器，以及輸入端與CIS傳感器輸出端連接、輸出端與CPU輸入端連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、智能化程度高，具有數(shù)據(jù)處理量大、處理速度快、且能穩(wěn)定地進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，因此，其適于推廣應(yīng)用。
【專利說明】[0001] 基于千兆以太網(wǎng)傳輸?shù)膶挿鶊D像掃描系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明涉及一種寬幅圖像掃描系統(tǒng)，具體涉及的是一種基于千兆以太網(wǎng)傳輸?shù)膶?幅圖像掃描系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法。

【背景技術(shù)】
[0003] 寬幅圖像掃描系統(tǒng)主要用于工業(yè)方面的大幅面掃描。隨著科技的不斷發(fā)展和進(jìn) 步，掃描系統(tǒng)需要處理的數(shù)據(jù)量也越來越大，并且很多時(shí)候需要遠(yuǎn)距離傳輸。然而，現(xiàn)有的 寬幅圖像掃描系統(tǒng)由于自身系統(tǒng)設(shè)計(jì)的不足，越來越難以滿足當(dāng)今工業(yè)發(fā)展的進(jìn)度，它們 的缺點(diǎn)主要表現(xiàn)在：（1)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本較高；（2)處理速度慢，導(dǎo)致顯示圖像的時(shí)間過 于漫長，并且在進(jìn)行長距離傳輸時(shí)不能保證傳輸數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
[0004] 因此，需要對現(xiàn)有的寬幅圖像掃描系統(tǒng)進(jìn)行有效的改進(jìn)，以使其能夠滿足工業(yè)發(fā) 展的需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供基于千兆以太網(wǎng)傳輸?shù)膶挿鶊D像掃描系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法， 主要解決現(xiàn)有的寬幅圖像掃描系統(tǒng)存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、數(shù)據(jù)處理速度慢、且遠(yuǎn)距離傳輸準(zhǔn)確性 低的問題。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下： 基于千兆以太網(wǎng)傳輸?shù)膶挿鶊D像掃描系統(tǒng)，包括上位機(jī)，與該上位機(jī)雙向連接的千兆 以太網(wǎng)接口芯片，與該千兆以太網(wǎng)接口芯片雙向連接的CPU，以及至少為兩個(gè)并排設(shè)置的 CIS模擬前端；所述CIS模擬前端包括與CPU連接的CIS光源驅(qū)動(dòng)模塊，與該CIS光源驅(qū)動(dòng) 模塊連接的CIS傳感器，以及輸入端與CIS傳感器輸出端連接、輸出端與CPU輸入端連接的 模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[0007] 作為優(yōu)選，所述千兆以太網(wǎng)接口芯片的型號為LAN8810。
[0008] 進(jìn)一步地，本發(fā)明還包括與輸入端與電源模塊輸出端連接的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，該 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器與CPU雙向連接。
[0009] 在上述硬件基礎(chǔ)上，本發(fā)明還提供了該基于千兆以太網(wǎng)傳輸?shù)膶挿鶊D像掃描系統(tǒng) 的實(shí)現(xiàn)方法，包括以下步驟： (1) 上位機(jī)向千兆以太網(wǎng)接口芯片發(fā)出工作指令，千兆以太網(wǎng)接口芯片接收指令后進(jìn) 行處理，并傳輸至CPU; (2) CPU接收數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，產(chǎn)生時(shí)鐘信號，然后控制所有的CIS模擬前端分別采集 掃描對象各個(gè)部分的圖像數(shù)據(jù)； (3) CIS模擬前端采集完圖像數(shù)據(jù)后反饋至CPU進(jìn)行處理，然后通過千兆以太網(wǎng)接口芯 片傳輸至上位機(jī)； (4)上位機(jī)對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的處理，將所有的CIS模擬前端采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行 拼接，形成完整的寬幅圖像，并將圖像進(jìn)行顯示。
[0010] 具體地說，CIS模擬前端采集圖像數(shù)據(jù)的具體過程如下： (2a)CPU向CIS光源驅(qū)動(dòng)模塊傳輸指令，CIS光源驅(qū)動(dòng)模塊點(diǎn)亮CIS傳感器，并控制CIS 傳感器采集圖像數(shù)據(jù)； (2b) CIS傳感器采集圖像數(shù)據(jù)后向模數(shù)轉(zhuǎn)換器傳輸模擬電平信號； (2c )模數(shù)轉(zhuǎn)換器接收模擬電平信號后，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字電平信號。
[0011] 進(jìn)一步地，所述步驟（3)中，CPU在處理CIS模擬前端反饋的圖像數(shù)據(jù)的過程中，還 將數(shù)據(jù)臨時(shí)存儲(chǔ)在隨機(jī)存取存儲(chǔ)器中。
[0012] 再進(jìn)一步地,所述上位機(jī)和CPU之間相互接收數(shù)據(jù)時(shí)，均對所接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢 查和糾錯(cuò)，該檢查和糾錯(cuò)過程如下： (a) 上位機(jī)與CPU之間建立校驗(yàn)規(guī)則； (b) 上位機(jī)或CPU作為發(fā)送端通過千兆以太網(wǎng)接口芯片傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，在信息碼元中按 照建立的校驗(yàn)規(guī)則加插監(jiān)督碼元，然后一起發(fā)送到作為接收端的另一方； (c) 接收端接收數(shù)據(jù)，并根據(jù)校驗(yàn)規(guī)則對接收的碼元進(jìn)行解碼，檢查是否存在錯(cuò)碼，是， 則確定錯(cuò)碼的位置，并對錯(cuò)碼進(jìn)行自動(dòng)糾錯(cuò)或請求發(fā)送端重發(fā)數(shù)據(jù)；否，則認(rèn)為無錯(cuò)碼，傳 輸?shù)臄?shù)據(jù)可直接使用。
[0013] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果： (1)本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、數(shù)據(jù)傳輸速度快，處理量大。
[0014] (2)本發(fā)明設(shè)置的千兆以太網(wǎng)接口芯片，其通過TCP/IP協(xié)議使上位機(jī)和CPU進(jìn) 行通信并處理數(shù)據(jù)，由于千兆以太網(wǎng)的抗干擾特性，可以很好地確保數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸，其 傳輸?shù)姆€(wěn)定性非常好，并且本發(fā)明通過有效的硬件結(jié)構(gòu)組合，以及適當(dāng)?shù)木幊?，大幅提升?系統(tǒng)對圖像數(shù)據(jù)的處理能力，使系統(tǒng)的性能得到了大幅的提升，本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案加快了 寬幅圖像的顯示時(shí)間，其數(shù)據(jù)處理速度及傳輸距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)據(jù)處理速度和傳 輸距離，完全能夠滿足工業(yè)發(fā)展的需求，并且系統(tǒng)結(jié)構(gòu)趨于簡單化，因此，不僅制造生產(chǎn)更 方便，生產(chǎn)效率更高，而且制造成本也被大幅降低，并且有效的軟硬件結(jié)合也使得上位機(jī)與 (PU之間具有很好的檢查錯(cuò)誤和糾錯(cuò)能力，降低錯(cuò)碼率，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性，進(jìn)而保證 圖像采集后能夠準(zhǔn)確顯示，其精度相當(dāng)高。
[0015] (3)本發(fā)明還設(shè)置了隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，可在CPU處理數(shù)據(jù)的過程中暫時(shí)將數(shù)據(jù)進(jìn) 行存儲(chǔ)，方便CPU調(diào)用相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，避免CPU出現(xiàn)紊亂導(dǎo)致運(yùn)行不穩(wěn)定，使其數(shù)據(jù)處 理能力進(jìn)一步得到發(fā)揮。
[0016] (4)本發(fā)明性價(jià)比高、設(shè)計(jì)成本低廉，具有很高的實(shí)用價(jià)值和推廣價(jià)值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，本發(fā)明的實(shí)施方式包括但不限于 下列實(shí)施例。 實(shí)施例
[0019] 如圖1所示，本發(fā)明包括上位機(jī)、千兆以太網(wǎng)接口芯片、CPU和多個(gè)CIS模擬前端， 其中，上位機(jī)與千兆以太網(wǎng)接口芯片雙向連接，CPU與千兆以太網(wǎng)接口芯片雙向連接，作為 優(yōu)選，本實(shí)施例中，千兆以太網(wǎng)接口芯片的型號為LAN8810。而多個(gè)CIS模擬前端則同時(shí)與 CPU雙向連接，并且所有的CIS模擬前端以并排的方式設(shè)置。具體地說，每個(gè)CIS模擬前端 均包括與CPU連接的CIS光源驅(qū)動(dòng)模塊，與該CIS光源驅(qū)動(dòng)模塊連接的CIS傳感器，以及輸 入端與CIS傳感器輸出端連接、輸出端與CPU輸入端連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[0020] 所述CPU作為圖像采集數(shù)據(jù)的核心處理部分，其在處理數(shù)據(jù)的過程中，為方便處 理數(shù)據(jù)，會(huì)將部分?jǐn)?shù)據(jù)臨時(shí)存儲(chǔ)在與其雙向連接的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(即RAM)中，而該隨機(jī)存 取存儲(chǔ)器的輸入端也與電源模塊的輸出端連接。
[0021] 在上述硬件結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，下面對本發(fā)明的工作流程進(jìn)行介紹，如下所述： (1) 上位機(jī)向千兆以太網(wǎng)接口芯片發(fā)出工作指令，千兆以太網(wǎng)接口芯片接收指令后進(jìn) 行處理，并傳輸至CPU; (2) CPU接收數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，產(chǎn)生時(shí)鐘信號，然后控制所有的CIS模擬前端分別采集 掃描對象各個(gè)部分的圖像數(shù)據(jù)； 該步驟中，單個(gè)CIS模擬前端的具體采集處理過程如下： (2a)CPU向CIS光源驅(qū)動(dòng)模塊傳輸指令，CIS光源驅(qū)動(dòng)模塊點(diǎn)亮CIS傳感器，并控制CIS 傳感器采集圖像數(shù)據(jù)； (2b) CIS傳感器采集圖像數(shù)據(jù)后向模數(shù)轉(zhuǎn)換器傳輸模擬電平信號； (2c)模數(shù)轉(zhuǎn)換器接收模擬電平信號后，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字電平信號； (3) CIS模擬前端采集完圖像數(shù)據(jù)后反饋至CPU進(jìn)行處理，然后通過千兆以太網(wǎng)接口芯 片傳輸至上位機(jī)； (4) 上位機(jī)對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的處理，將所有的CIS模擬前端采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行 拼接，形成完整的寬幅圖像，并將圖像進(jìn)行顯示。
[0022] 上述數(shù)據(jù)傳輸過程中，為進(jìn)一步確保數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)恼_性，所述上位機(jī)和CPU 之間相互接收數(shù)據(jù)時(shí)，均對所接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查和糾錯(cuò)，本發(fā)明檢查和糾錯(cuò)的基本原理 是：設(shè)備按照某種確定的編碼規(guī)則，在待發(fā)送的信息碼元中加入一些多余的監(jiān)督碼元，然后 在接收端利用該規(guī)則進(jìn)行解碼，一旦出現(xiàn)突發(fā)差錯(cuò)或信道干擾，便會(huì)被發(fā)現(xiàn)，然后設(shè)備自動(dòng) 糾正傳輸中發(fā)生的差錯(cuò)，從而提高碼元傳輸?shù)目煽啃?。本?shí)施例的檢查和糾錯(cuò)過程如下： (1) 上位機(jī)與CPU之間建立校驗(yàn)規(guī)則； (2) 上位機(jī)或CPU作為發(fā)送端通過千兆以太網(wǎng)接口芯片傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，在信息碼元中按 照建立的校驗(yàn)規(guī)則加插監(jiān)督碼元，然后一起發(fā)送到作為接收端的另一方； (3) 接收端接收數(shù)據(jù)，并根據(jù)校驗(yàn)規(guī)則對接收的碼元進(jìn)行解碼，檢查是否存在錯(cuò)碼，是， 則確定錯(cuò)碼的位置，并對錯(cuò)碼進(jìn)行自動(dòng)糾錯(cuò)或請求發(fā)送端重發(fā)數(shù)據(jù)；否，則認(rèn)為無錯(cuò)碼，傳 輸?shù)臄?shù)據(jù)可直接使用。
[0023] 本發(fā)明利用千兆以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，穩(wěn)定性好，抗干擾能力強(qiáng)，非常適合遠(yuǎn)距離 傳輸，并且在通過適當(dāng)?shù)木幊毯?，還可以實(shí)現(xiàn)上位機(jī)和CPU對各自接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查和 糾錯(cuò)，從而在結(jié)合千兆以太網(wǎng)接口芯片后，能夠很好地確保數(shù)據(jù)的快速、正確傳輸和高效處 理，使圖像準(zhǔn)確采集和顯示，不但誤差小、精度高，而且智能化程度相當(dāng)高。因此，本發(fā)明既 簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，又實(shí)現(xiàn)了快速處理數(shù)據(jù)的功能，使得采集圖像數(shù)據(jù)的傳輸、處理和顯示的 時(shí)間大幅縮短，并且大幅增強(qiáng)了系統(tǒng)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸能力，進(jìn)而極大地方便了系統(tǒng)的工 作，滿足了工業(yè)發(fā)展的需求。
[0024] 上述實(shí)施例僅為本發(fā)明較佳的實(shí)現(xiàn)方式之一，不應(yīng)當(dāng)用于限制本發(fā)明的保護(hù)范 圍，凡在本發(fā)明的精神原則下所作出的毫無實(shí)質(zhì)意義的改動(dòng)或潤色，或是進(jìn)行等同置換的 技術(shù)方案，其所解決的技術(shù)問題實(shí)質(zhì)上與本發(fā)明一致的，均應(yīng)當(dāng)概括在本發(fā)明的保護(hù)范圍 之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 基于千兆以太網(wǎng)傳輸?shù)膶挿鶊D像掃描系統(tǒng)，其特征在于，包括上位機(jī)，與該上位機(jī)雙 向連接的千兆以太網(wǎng)接口芯片，與該千兆以太網(wǎng)接口芯片雙向連接的CPU，以及至少為兩個(gè) 并排設(shè)置的CIS模擬前端；所述CIS模擬前端包括與CPU連接的CIS光源驅(qū)動(dòng)模塊，與該 CIS光源驅(qū)動(dòng)模塊連接的CIS傳感器，以及輸入端與CIS傳感器輸出端連接、輸出端與CPU 輸入端連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于千兆以太網(wǎng)傳輸?shù)膶挿鶊D像掃描系統(tǒng)，其特征在于，所 述千兆以太網(wǎng)接口芯片的型號為LAN8810。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于千兆以太網(wǎng)傳輸?shù)膶挿鶊D像掃描系統(tǒng)，其特征在于，還 包括與輸入端與電源模塊輸出端連接的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，該隨機(jī)存取存儲(chǔ)器與CPU雙向連 接。
4. 基于千兆以太網(wǎng)傳輸?shù)膶挿鶊D像掃描系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，包括以下步 驟： (1) 上位機(jī)向千兆以太網(wǎng)接口芯片發(fā)出工作指令，千兆以太網(wǎng)接口芯片接收指令后進(jìn) 行處理，并傳輸至CPU; (2) CPU接收數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，產(chǎn)生時(shí)鐘信號，然后控制所有的CIS模擬前端分別采集 掃描對象各個(gè)部分的圖像數(shù)據(jù)； (3) CIS模擬前端采集完圖像數(shù)據(jù)后反饋至CPU進(jìn)行處理，然后通過千兆以太網(wǎng)接口芯 片傳輸至上位機(jī)； (4) 上位機(jī)對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的處理，將所有的CIS模擬前端采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行 拼接，形成完整的寬幅圖像，并將圖像進(jìn)行顯示。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于千兆以太網(wǎng)傳輸?shù)膶挿鶊D像掃描系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特 征在于，所述步驟（2)中，CIS模擬前端采集圖像數(shù)據(jù)的具體過程如下： (2a)CPU向CIS光源驅(qū)動(dòng)模塊傳輸指令，CIS光源驅(qū)動(dòng)模塊點(diǎn)亮CIS傳感器，并控制CIS 傳感器采集圖像數(shù)據(jù)； (2b) CIS傳感器采集圖像數(shù)據(jù)后向模數(shù)轉(zhuǎn)換器傳輸模擬電平信號； (2c )模數(shù)轉(zhuǎn)換器接收模擬電平信號后，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字電平信號。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于千兆以太網(wǎng)傳輸?shù)膶挿鶊D像掃描系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特 征在于，所述步驟（3)中，CPU在處理CIS模擬前端反饋的圖像數(shù)據(jù)的過程中，還將數(shù)據(jù)臨時(shí) 存儲(chǔ)在隨機(jī)存取存儲(chǔ)器中。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4?6任意一條所述的基于千兆以太網(wǎng)傳輸?shù)膶挿鶊D像掃描系統(tǒng)的實(shí) 現(xiàn)方法，其特征在于，所述上位機(jī)和CPU之間相互接收數(shù)據(jù)時(shí)，均對所接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查 和糾錯(cuò)，該檢查和糾錯(cuò)過程如下： (a) 上位機(jī)與CPU之間建立校驗(yàn)規(guī)則； (b) 上位機(jī)或CPU作為發(fā)送端通過千兆以太網(wǎng)接口芯片傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，在信息碼元中按 照建立的校驗(yàn)規(guī)則加插監(jiān)督碼元，然后一起發(fā)送到作為接收端的另一方； (c) 接收端接收數(shù)據(jù)，并根據(jù)校驗(yàn)規(guī)則對接收的碼元進(jìn)行解碼，檢查是否存在錯(cuò)碼，是， 則確定錯(cuò)碼的位置，并對錯(cuò)碼進(jìn)行自動(dòng)糾錯(cuò)或請求發(fā)送端重發(fā)數(shù)據(jù)；否，則認(rèn)為無錯(cuò)碼，傳 輸?shù)臄?shù)據(jù)可直接使用。
【文檔編號】G06F3/042GK104102395SQ201410313703
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月3日
【發(fā)明者】羅穎, 賈宏宇, 劉強(qiáng), 楊海萍, 王平, 彭梁邑 申請人:寧波術(shù)有電子科技有限公司