基于Android平台的无线打印模块设计 - 学兔兔 www.bzfxw.com .pdf

基于A n d r o i d 平台的无线打印模块设计* 陈剑。陈华政 ( 广东科学技术职业学院计算机工程技术学院，珠海5 1 9 0 9 0 ) 雎 摘要：在A R M 芯片A T 9 1 R M 9 2 0 0 上构建了无线打印模块的硬件平台，在A n d r o i d 操作系统上完成了软件平台的搭建， 通过调用L i n u x 内核的C U P S ，实现移动终端在A n d r o i d 系统上直接打印文件的功能。 关键词：打印模块；A n d r o i d ；W i F i ；U S B 中图分类号：T P 3 9 3 1 文献标识码：A D e s i g no fW i r e l e s sP r i n t e rM o d u l a rB a s e do nA n d r o i d 。 C h e nJ i a n ，C h e nH u a z h e n g ( C o m p u t e rE n g i n e e r i n gT e c h n i c a lC o l l e g e ，G u a n g d o n gI n s t i t u t eo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y ，Z h u h a i5 1 9 0 9 0 ，C h i n a ) A b s t r a c t ：T h i sp a p e ri n t r o d u c e st h i sk i n do fe m b e d d e dp r i n t e rm o d u l a rb a s e do nw i r e l e s sn e t w o r k T h eh a r d w a r eo fp r i n t e rm o d u l a r a d o p t sA T 9 1 R M 9 2 0 0m i c r oc o n t r o l l e ro fA R M T h es o f t w a r eu s e sA n d r o i do p e r a t i n gs y s t e m T h i sp a p e rr e s e a r c h e sd r i v e ro ft h eU S B i n t e r f a c ep r i n t e rb yc a l l i n gt h eC U P So fL i n u xk e r n e l ，r e a l i z i n gm o b i l et e r m i n a l sd i r e c tp r i n tf i l ef u n c t i o n K e yw o r d s ：p r i n t e rm o d u l a r ；A n d r o i d ；W i F i ，U S B 引言 A n d r o i d 作为基于L i n u x 开放性内核的开源智能手机 操作系统，为智能手机、平板等移动、嵌入式设备应用提供 了便捷的系统级支持，但A n d r o i d 系统目前并不支持常用 的U S B 打印功能，打印机厂家暂时也没有专门为A n d r o i d 设备提供打印机驱动程序。本文设计了一种新型的基于 A n d r o i d 平台的无线打印模块，采用移植L i n u x 下相关开 源驱动的方式，通过调用L i n u x 内核的C U P S ( C o m m o n U N I XP r i n t i n gS y s t e m ) ，实现A n d r o i d 系统上的U S B 打 印功能，为A n d r o i d 系统打开了一条实现U S B 打印驱动 从上层应用到内核配置的通路。 1系统总体设计方案 本系统设计的嵌入式打印模块是通过W i F i 无线网络 接收客户机发送来的文件 1 ，在液晶屏上显示打印队列和 打印文件信息，再通过U S B 接1 2 1 把需要打印的文件发送 到U S B 打印机上实现打印。总体设计框图如图1 所示， 文件打印数据流程图如图2 所示1 。 * 广东省科技计划项目( 编号：2 0 1 0 8 0 6 0 1 0 0 0 5 6 ) ，珠海市科技项目( 编 号：2 0 1 1 A 0 5 0 1 0 1 0 0 6 ) 。 敬请登录网站在线投稿 圈I 总体设计框图 2 系统硬件设计 嵌入式打印模块23 的硬件主要包括：核心处理器、 W i F i 无线模块、U S B 打印功能模块、液晶显示模块等。核 开始 移动终端搜索 w 谭i 无线网络 选择打印适配器无 线网络并建立连接 上传打印文件 打印适配器 发送打印命令 打印机接收打印 命令并打印文件 打印机发送结束命令 V 幽 图2 文件打印数据流程图 2 0 1 3 年第8 期 平疗机乌嵌入式彖 i 应冈 6 7 万方数据 雎 心处理器采用的是A t m e l 公司的A T 9 1 R M 9 2 0 0 处理器。 为了实现打印模块与U S B 打印机的通信，选用P h i l i p s 公 司的I S P l l 6 1 A 1 芯片作为U S B 主机控制器。I S P l l 6 1 A 1 的主机控制器部分符合U S B l 1 规范，支持全速( 1 2 M b i s ) 和低速( 1 5M b i s ) 的数据传输。I S P l l 6 1 A 1 提供 两个下行端口，可与U S B 打印机进行连接。W i F i 无线模 块采用的是G S K Y 无线发射模块，其发射芯片是R e a l t e k 公司的R T L 8 1 8 7 芯片。液晶采用3 2 0 2 4 0 的 L F U B K 9 0 9 X A 彩色( 2 5 6 色) 点阵图形液晶模块，液晶控 制器芯片为S I D l 3 5 0 3 。该液晶屏上带有触摸屏，采用触 摸屏控制器F M 7 8 4 3 进行A D 转换，转换结果输出到 A T 9 1 R M 9 2 0 0 处理器。系统总体硬件框图如图3 所示。 触摸屏控制 l 器F M 7 8 4 3 刮坫 l 液晶3 0 0 X 2 4 0液晶控制器 L F 9 B K 9 0 9 X AS 1 D 1 3 5 0 3 N O RF L A S H A r 9 l l 强d 9 2 0 0 S S T 3 9 V F l 6 0 s P I 键盘接口I N A N DF L A S H K 9 F 2 8 0 8 U o C u s 明印机吲船薷芟，p 电源管理 I 无线天线吲稻黼b 图3系统总体硬件框架图 存储器系统提供2M B 的N O RF L A S H 和1 6M B 的 N A N DF L A S H 来存放B o o t L o a d e r 启动程序和应用程序。 W i F i 无线模块接收无线网络传输的文件，再送到U S B 芯 片的下行口连接的U S B 打印机实现打印。 3 软件平台设计 软件基于A n d r o i d 平台，经过精简移植与交叉编译完 成软件平台的搭建，平台架构如图4 所示。 I - 一i 甬磊打丽磊面： ：I 打印机管理 I 打印任务管理I ： 二：圃：二i = 芝裕二。 鲤主 釜垂 二一 应用程序c 链接库 l 打印机列表管理l打印机管理l ： ；l 打印任务列表管理Il 打印任务管理I ： ：r 。1r 。1 j 聂：| - ：至：l L 一I 图4 软件平台桨构图 软件平台基于A n d r o i d 实现，人机操作界面采用J a v a 语言编写，J a v a 语言通过J N I 访问打印框架链接库，再由 打印链接库完成与后台打印服务程序的通信。整体实现 遵循L i n u x 系统下的C U P S 标准，针对不同型号的打印机 提供相应的C U P S 打印驱动程序即可完成文件的打印。 4C U P S 打印机驱动程序设计 C U P S 作为通用打印系统叫，默认已支持多种类型的 文档的打印，L i n u x 下的打印流程如图5 所示。 图5L i n u x 打印的漉程图 本打印模块针对A n d r o i d 平台提供打印机驱动程序， 既支持P S ( P o s t S c r i p t ) 语言的打印机，也可以通过I m a g e t o R a s t e r 和R a s t e r t o H P ( 或R a s t e r t o E p s o n ) 过滤器将需要打印 的内容转换为H P 公司的P C L ( P r i n tC o n t r o lL a n g u a g e ) 、 E p s o n 公司的E S C P 等。B a c k e n d 过滤器选用U S B ，以配 合所选打印机的接I ：I 。打印实现流程图如图6 所示。 打印文件1 打印文件2 打印文件N 打印机1 打印机2 打印机M 图6C U P S 打印示意图 B a c k e n d 过滤器U S B 打印接口是通过A T 9 1 R M 9 2 0 0 ， 按照U S B 主机规范控制其自带的主机接口实现的，主要包 括I 0 缓存的初始化、U S B 主机芯片的初始化以及U S B 6 8 M i c r o c o n t r o l l e r s & E m b e d d e dS y s t e m s2 01 3 年第8 期 W W W m e s n e t ，c o r n C ，7 万方数据 打印机的设备枚举及初始 化等。U S B 打印机设备的 驱动程序结构框图如图7 所示，流程图如图8 所示。 首先对I O 缓存以及 A T 9 1 R M 9 2 0 0 的U S B 主 机部分进行初始化。其 中，关于U S B 主机部分的 初始化包括了对外设时钟 功能测试 u s B 打印机应用程序接口 u s B 打印机设备驱动 u s B 主机驱动 图7U S B 打印机设备驱动 程序结构框图 的设置，初始化h o s ts t a c k ，将所有的T D 、E D 和H C C A 全部 归零，U S B 主机软复位，设置A I C 中断等。 图8U S B 打印机设备驱动程序流程图 然后通过对早先定义的全局变量H O S T R h s c I n t r 的 监控，判断是否有中断发生，从而来判断是否有U S B 接口 打印机的接入，以决定是否进行下一步的枚举操作。一旦 检测到，主机则要等待4 0 0m s ，使插入操作完成并使设备 电源稳定工作。然后进行对U S B 打印机的枚举过程。 再通过对函数U S B H o s t P r i n t e r G e t S t a t u s ( ) 的调用， 查询当前的U S B 打印机的工作状态是否离线，是否 缺纸，是否发生错误。并根据得到P r i n t S t a t u s 中的8 位 数值来判断打印机的工作状态，如果处于正常的等待打印 的状态，则进入到正常打印状态。由于采用的H P 公司支 持U S B 口和P C L 5 打印命令的打印机，通过对相关P C L 打印命令的调用，完成对打印机的复位、设置纸张大小、页 面格式和字体大小等操作。紧接着则可以通过端点的调 用进行数据的传输，进行打印工作。最后通过调用函数 U S B H o s t P r i n t e r R e s e t ( ) 再次对打印机进行软复位，等待 下一次的打印请求。 5实验结果 实验采用H T C 智能手机发送文本文件到打印模块， 噼 打印模块通过U S B 接口与H P 激光打印机连接，打印模 块将文件传输到打印机，最后由打印机打印输出。图9 为 打印模块打印设置界面，图1 0 为打印操作页面。 图9 打印模块打印设置界面 结语 本文采用高性能A R M 处理器 A