自動(dòng)抄表系統(tǒng)的Web實(shí)現(xiàn)

　　2.3 以太網(wǎng)接口設(shè)計(jì)

　　s3c2410沒(méi)有集成以太網(wǎng)控制器，系統(tǒng)采用外接一種單芯片的以太網(wǎng)控制器cs8900a實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)接口。cs8900a主要結(jié)構(gòu)包括，16位isa總線接口、802.3 mac引擎、內(nèi)部緩沖存儲(chǔ)器、串行eeprom接口并支持10base-t與aui（連接單元接口）以太網(wǎng)端口。

　　cs8900a支持的串行eeprom可以用于保存cs8900a的配置信息和系統(tǒng)的以太網(wǎng)地址，但這個(gè)eeprom是可選的，因?yàn)樘幚砥骺梢詫⑦@些數(shù)據(jù)保存到系統(tǒng)的其他地方。

　　cs8900a通過(guò)一個(gè)隔離變壓器連接到rj45端口上。cs8900a可以直接驅(qū)動(dòng)led，用以指示以太網(wǎng)的鏈路狀態(tài)及總線與網(wǎng)絡(luò)的活動(dòng)情況。

　　cs8900a需要外接20m的晶體提供時(shí)序，在正常操作下，cs8900a完成兩個(gè)基本功能即：以太網(wǎng)包的發(fā)送和接收，在發(fā)送和接收前必須配置好cs8900a。上電復(fù)位后，cs8900a要為收發(fā)包進(jìn)行配置，各種各樣的參數(shù)要寫(xiě)入內(nèi)部的配置和控制寄存器，如:存儲(chǔ)器基地址，以太網(wǎng)物理地址，接收的幀類(lèi)型，使用何種媒體接口等。配置信息既可以通過(guò)isa總線由主機(jī)配置也可以由外部eeprom自動(dòng)配置，配置完畢后，操作可以進(jìn)行了。

　　cs8900a與s3c2410按照16位方式連接，網(wǎng)卡芯片復(fù)位后默認(rèn)工作方式為i/o連接，基址是300h。

3 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　通過(guò)對(duì)抄表應(yīng)用的考察，可以看出本抄表系統(tǒng)應(yīng)用比較單一。前端機(jī)只是讀取攝像頭圖像數(shù)據(jù)，然后發(fā)回上位機(jī)。因而要求操作系統(tǒng)要能裁減，并且能支持tcp/ip協(xié)議，應(yīng)能加載usb驅(qū)動(dòng)程序，此外還要考慮的以后的系統(tǒng)擴(kuò)展，而帶來(lái)的軟件升級(jí)問(wèn)題。綜合考慮，本系統(tǒng)選擇linux系統(tǒng)。linux系統(tǒng)主要包括三層結(jié)構(gòu)，如圖4所示。

圖4 軟件系統(tǒng)框圖

軟件部分設(shè)計(jì)主要包括：linux操作系統(tǒng)的移植；嵌入式linux系統(tǒng)下功能模塊的驅(qū)動(dòng)；linux下的視頻采集和圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)人牟糠纸M成。

linux對(duì)于視頻采集設(shè)備的支持是通過(guò)video4linux實(shí)現(xiàn)的。vdeo4linux是為各種電視卡、并口、usb接口的音視頻采集設(shè)備提供統(tǒng)一的編程接口。對(duì)于usb口攝像頭，驅(qū)動(dòng)程序提供了基本的i/o操作（包括：open, read, write, close）、中斷的處理、內(nèi)存映射功能以及對(duì)i/o通道的控制（通過(guò)接口函數(shù)ioctl實(shí)現(xiàn)）等，并把它們定義在struct file operations中。這樣當(dāng)應(yīng)用程序?qū)υO(shè)備文件進(jìn)行諸如open, close, read, write等系統(tǒng)調(diào)用操作時(shí)，linux內(nèi)核將通過(guò)file operations結(jié)構(gòu)訪問(wèn)驅(qū)動(dòng)程序提供的函數(shù)。在系統(tǒng)平臺(tái)上對(duì)usb口數(shù)碼攝像頭驅(qū)動(dòng)，首先把usb控制器驅(qū)動(dòng)模塊靜態(tài)編譯進(jìn)內(nèi)核，使平臺(tái)中支持usb接口，再在需要使用攝像頭采集時(shí)，使用insmode動(dòng)態(tài)加載其驅(qū)動(dòng)模塊，這樣攝像頭就可正常工作了。linux下與video4linux相關(guān)設(shè)備及用途如表附所示。

附表 video4linux相關(guān)設(shè)備及用途

4 電表讀數(shù)的識(shí)別

　　本系統(tǒng)中，從前端機(jī)抄回的是電表讀數(shù)的圖片，并不是電表的真實(shí)讀數(shù)，為此，需要一種圖像識(shí)別算法，能夠根據(jù)圖片識(shí)別出電表的讀數(shù)。

　　電表讀數(shù)識(shí)別的基本原理是將輸入文字與各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)文字進(jìn)行模式匹配，計(jì)算類(lèi)似度（或距離），將具有最大類(lèi)似度（或最小距離）的標(biāo)準(zhǔn)文字作為識(shí)別結(jié)果。模式匹配是將兩個(gè)模式的所有對(duì)應(yīng)元素進(jìn)行比較的操作，相同的模式會(huì)得到完全一致的比較結(jié)果，不同的模式將得不到完全一致的比較結(jié)果，這個(gè)基本原理對(duì)文字中的變形是很苛刻的，圖5所示為包含預(yù)處理和特征抽取的文字識(shí)別流程。

圖5 文字識(shí)別的基本流程

5 結(jié)束語(yǔ)

　　本文提出的基于web的嵌入式抄表系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的抄表技術(shù)相比有以下特點(diǎn)：采用圖像抄表，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，不會(huì)出現(xiàn)用戶端和管理中心數(shù)據(jù)不一致的問(wèn)題；本系統(tǒng)安裝簡(jiǎn)單，后期成本低。由于本文設(shè)計(jì)的amr系統(tǒng)采用攝像頭采集數(shù)據(jù)，通過(guò)現(xiàn)成的互聯(lián)網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)，安裝工作就是把攝像頭對(duì)準(zhǔn)電表，然后聯(lián)到前端機(jī)上，前端機(jī)插上網(wǎng)線和電源。管理中心通過(guò)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(fèi)用。本系統(tǒng)后期維護(hù)成本較低，由于互聯(lián)網(wǎng)穩(wěn)定性很強(qiáng)，前端機(jī)和攝像頭平時(shí)是很少工作，因此，本文提出的抄表系統(tǒng)幾乎不會(huì)出現(xiàn)任何故障。