2.3 以太網接口設計

　　s3c2410沒有集成以太網控制器，系統采用外接一種單芯片的以太網控制器cs8900a實現以太網接口。cs8900a主要結構包括，16位isa總線接口、802.3 mac引擎、內部緩沖存儲器、串行eeprom接口并支持10base-t與aui（連接單元接口）以太網端口。

　　cs8900a支持的串行eeprom可以用于保存cs8900a的配置信息和系統的以太網地址，但這個eeprom是可選的，因為處理器可以將這些數據保存到系統的其他地方。

　　cs8900a通過一個隔離變壓器連接到rj45端口上。cs8900a可以直接驅動led，用以指示以太網的鏈路狀態及總線與網絡的活動情況。

　　cs8900a需要外接20m的晶體提供時序，在正常操作下，cs8900a完成兩個基本功能即：以太網包的發送和接收，在發送和接收前必須配置好cs8900a。上電復位后，cs8900a要為收發包進行配置，各種各樣的參數要寫入內部的配置和控制寄存器，如:存儲器基地址，以太網物理地址，接收的幀類型，使用何種媒體接口等。配置信息既可以通過isa總線由主機配置也可以由外部eeprom自動配置，配置完畢后，操作可以進行了。

　　cs8900a與s3c2410按照16位方式連接，網卡芯片復位后默認工作方式為i/o連接，基址是300h。

3 軟件系統設計

　　通過對抄表應用的考察，可以看出本抄表系統應用比較單一。前端機只是讀取攝像頭圖像數據，然后發回上位機。因而要求操作系統要能裁減，并且能支持tcp/ip協議，應能加載usb驅動程序，此外還要考慮的以后的系統擴展，而帶來的軟件升級問題。綜合考慮，本系統選擇linux系統。linux系統主要包括三層結構，如圖4所示。

圖4 軟件系統框圖

軟件部分設計主要包括：linux操作系統的移植；嵌入式linux系統下功能模塊的驅動；linux下的視頻采集和圖像數據傳輸等四部分組成。

linux對于視頻采集設備的支持是通過video4linux實現的。vdeo4linux是為各種電視卡、并口、usb接口的音視頻采集設備提供統一的編程接口。對于usb口攝像頭，驅動程序提供了基本的i/o操作（包括：open, read, write, close）、中斷的處理、內存映射功能以及對i/o通道的控制（通過接口函數ioctl實現）等，并把它們定義在struct file operations中。這樣當應用程序對設備文件進行諸如open, close, read, write等系統調用操作時，linux內核將通過file operations結構訪問驅動程序提供的函數。在系統平臺上對usb口數碼攝像頭驅動，首先把usb控制器驅動模塊靜態編譯進內核，使平臺中支持usb接口，再在需要使用攝像頭采集時，使用insmode動態加載其驅動模塊，這樣攝像頭就可正常工作了。linux下與video4linux相關設備及用途如表附所示。

附表 video4linux相關設備及用途

4 電表讀數的識別

　　本系統中，從前端機抄回的是電表讀數的圖片，并不是電表的真實讀數，為此，需要一種圖像識別算法，能夠根據圖片識別出電表的讀數。

　　電表讀數識別的基本原理是將輸入文字與各個標準文字進行模式匹配，計算類似度（或距離），將具有最大類似度（或最小距離）的標準文字作為識別結果。模式匹配是將兩個模式的所有對應元素進行比較的操作，相同的模式會得到完全一致的比較結果，不同的模式將得不到完全一致的比較結果，這個基本原理對文字中的變形是很苛刻的，圖5所示為包含預處理和特征抽取的文字識別流程。

圖5 文字識別的基本流程

5 結束語

　　本文提出的基于web的嵌入式抄表系統，與傳統的抄表技術相比有以下特點：采用圖像抄表，數據準確，不會出現用戶端和管理中心數據不一致的問題；本系統安裝簡單，后期成本低。由于本文設計的amr系統采用攝像頭采集數據，通過現成的互聯網傳輸數據，安裝工作就是把攝像頭對準電表，然后聯到前端機上，前端機插上網線和電源。管理中心通過普通的ie瀏覽器即可完成抄表的工作。以后的使用不必交納任何費用。本系統后期維護成本較低，由于互聯網穩定性很強，前端機和攝像頭平時是很少工作，因此，本文提出的抄表系統幾乎不會出現任何故障。