在ARM芯片AT91RM9200上構(gòu)建了無(wú)線打印模塊的硬件平臺(tái)，在Android操作系統(tǒng)上完成了軟件平臺(tái)的搭建，通過(guò)調(diào)用Linux內(nèi)核的CUPS，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端在Android系統(tǒng)上直接打印文件的功能。

Android作為基于Linux開(kāi)放性內(nèi)核的開(kāi)源智能手機(jī)操作系統(tǒng)，為智能手機(jī)、平板等移動(dòng)、嵌入式設(shè)備應(yīng)用提供了便捷的系統(tǒng)級(jí)支持，但Android系統(tǒng)目前并不支持常用的USB打印功能，打印機(jī)廠家暫時(shí)也沒(méi)有專門為Android設(shè)備提供打印機(jī)驅(qū)動(dòng)程序。本文設(shè)計(jì)了一種新型的基于Android平臺(tái)的無(wú)線打印模塊，采用移植Linux下相關(guān)開(kāi)源驅(qū)動(dòng)的方式，通過(guò)調(diào)用Linux內(nèi)核的CUPS（Common UNIX Printing System），實(shí)現(xiàn)And roid系統(tǒng)上的USB打印功能，為Android系統(tǒng)打開(kāi)了一條實(shí)現(xiàn)USB打印驅(qū)動(dòng)從上層應(yīng)用到內(nèi)核配置的通路。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的嵌入式打印模塊是通過(guò)WiFi無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接收客戶機(jī)發(fā)送來(lái)的文件，在液晶屏上顯示打印隊(duì)列和打印文件信息，再通過(guò)USB接口把需要打印的文件發(fā)送到USB打印機(jī)上實(shí)現(xiàn)打印?？傮w設(shè)計(jì)框圖如圖1所示，文件打印數(shù)據(jù)流程圖如圖2所示。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

嵌入式打印模塊的硬件主要包括：核心處理器、WiFi無(wú)線模塊、USB打印功能模塊、液晶顯示模塊等。核心處理器采用的是Atmel公司的AT91RM9200處理器。

為了實(shí)現(xiàn)打印模塊與USB打印機(jī)的通信，選用Philips公司的ISP1161A1芯片作為USB主機(jī)控制器。ISP1161A1的主機(jī)控制器部分符合USB1.1規(guī)范，支持全速（12Mbi／s）和低速（1．5 Mbi／s）的數(shù)據(jù)傳輸。ISP1161A1提供兩個(gè)下行端口，可與USB打印機(jī)進(jìn)行連接。WiFi無(wú)線模塊采用的是G—SKY無(wú)線發(fā)射模塊，其發(fā)射芯片是ReaLTEk公司的RTL8187芯片。液晶采用320×240的LFUBK909XA彩色（256色）點(diǎn)陣圖形液晶模塊，液晶控制器芯片為S1D13503。該液晶屏上帶有觸摸屏，采用觸摸屏控制器FM7843進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出到AT91RM9200處理器。系統(tǒng)總體硬件框圖如圖3所示。

存儲(chǔ)器系統(tǒng)提供2 MB的NOR FLASH和16 MB的NAND FLASH來(lái)存放BootLoader啟動(dòng)程序和應(yīng)用程序。WiFi無(wú)線模塊接收無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奈募偎偷?a target="_blank">USB芯片的下行口連接的USB打印機(jī)實(shí)現(xiàn)打印。

3 軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)

軟件基于Android平臺(tái)，經(jīng)過(guò)精簡(jiǎn)移植與交叉編譯完成軟件平臺(tái)的搭建，平臺(tái)架構(gòu)如圖4所示。

軟件平臺(tái)基于Android實(shí)現(xiàn)，人機(jī)操作界面采用Java語(yǔ)言編寫(xiě)，Java語(yǔ)言通過(guò)JNI訪問(wèn)打印框架鏈接庫(kù)，再由打印鏈接庫(kù)完成與后臺(tái)打印服務(wù)程序的通信。整體實(shí)現(xiàn)遵循Linux系統(tǒng)下的CUPS標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)不同型號(hào)的打印機(jī)提供相應(yīng)的CUPS打印驅(qū)動(dòng)程序即可完成文件的打印。

4 CUPS打印機(jī)驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)

CUPS作為通用打印系統(tǒng)，默認(rèn)已支持多種類型的文檔的打印，Linux下的打印流程如圖5所示。

本打印模塊針對(duì)Android平臺(tái)提供打印機(jī)驅(qū)動(dòng)程序，既支持PS（PostScript）語(yǔ)言的打印機(jī)，也可以通過(guò)Imageto Raster和RastertotHP（或RastertoEpson）過(guò)濾器將需要打印的內(nèi)容轉(zhuǎn)換為HP公司的PCL（Print Control Language）、Epson公司的ESC／P等。Backend過(guò)濾器選用USB，以配合所選打印機(jī)的接口。打印實(shí)現(xiàn)流程圖如圖6所示。

Backend過(guò)濾器USB打印接口是通過(guò)AT91RM9200，按照USB主機(jī)規(guī)范控制其自帶的主機(jī)接口實(shí)現(xiàn)的，主要包括I／O緩存的初始化、USB主機(jī)芯片的初始化以及USB打印機(jī)的設(shè)備枚舉及初始化等。USB打印機(jī)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序結(jié)構(gòu)框圖如圖7所示，流程圖如圖8所示。

首先對(duì)I／O緩存以及AT91RM9200的USB主機(jī)部分進(jìn)行初始化。其中，關(guān)于USB主機(jī)部分的初始化包括了對(duì)外設(shè)時(shí)鐘的設(shè)置，初始化host stack，將所有的TD、ED和HCCA全部歸零，USB主機(jī)軟復(fù)位，設(shè)置AIC中斷等。

然后通過(guò)對(duì)早先定義的全局變量HOST_Rhsclntr的監(jiān)控，判斷是否有中斷發(fā)生，從而來(lái)判斷是否有USB接口打印機(jī)的接入，以決定是否進(jìn)行下一步的枚舉操作。一旦檢測(cè)到，主機(jī)則要等待400ms，使插入操作完成并使設(shè)備電源穩(wěn)定工作。然后進(jìn)行對(duì)USB打印機(jī)的枚舉過(guò)程。

再通過(guò)對(duì)函數(shù)USBHostPrinterGetStatus（）的調(diào)用，查詢當(dāng)前的USB打印機(jī)的工作狀態(tài)——是否離線，是否缺紙，是否發(fā)生錯(cuò)誤。并根據(jù)得到Print_Status中的8位數(shù)值來(lái)判斷打印機(jī)的工作狀態(tài)，如果處于正常的等待打印的狀態(tài)，則進(jìn)入到正常打印狀態(tài)。由于采用的HP公司支持USB口和PCL5打印命令的打印機(jī)，通過(guò)對(duì)相關(guān)PCL打印命令的調(diào)用，完成對(duì)打印機(jī)的復(fù)位、設(shè)置紙張大小、頁(yè)面格式和字體大小等操作。緊接著則可以通過(guò)端點(diǎn)的調(diào)用進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，進(jìn)行打印工作。最后通過(guò)調(diào)用函數(shù)USBHostPrinterReset（）再次對(duì)打印機(jī)進(jìn)行軟復(fù)位，等待下一次的打印請(qǐng)求。

5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)采用HTC智能手機(jī)發(fā)送文本文件到打印模塊，打印模塊通過(guò)USB接口與HP激光打印機(jī)連接，打印模塊將文件傳輸?shù)酱蛴C(jī)，最后由打印機(jī)打印輸出。圖9為打印模塊打印設(shè)置界面，圖10為打印操作頁(yè)面。

結(jié)語(yǔ)

本文采用高性能ARM處理器AT91RM9200以及Android操作系統(tǒng)，采用移植Linux下相關(guān)開(kāi)源驅(qū)動(dòng)的方式，通過(guò)調(diào)用Linux內(nèi)核的CUPS，實(shí)現(xiàn)Android系統(tǒng)上的USB打印功能，解決了智能移動(dòng)終端沒(méi)備（如智能手機(jī)或平板電腦等）不支持直接打印功能的問(wèn)題，給移動(dòng)用戶帶來(lái)了文件打印的便利。