05毕业设计论文.pdf

毕 业 设 计（论 文）题 目： 基于青奥会云打印技术的“亲打印”平台开发与应用硬件系统学生姓名 陈兆友 指导教师 刘旭明二级学院 机电学院 专 业 电气工程及其自动化班 级 12电气(2) 学 号 1205202027提交日期2016年5月15日 答辩日期 2016年5月18日金陵科技学院学士学位论文 目录I目 录摘要.IIIAbstract.IV第一章绪论.11.1研究背景.11.2课题研究现状.11.3课题研究意义.21.4课题研究内容.3第二章系统总体设计.42.1打印语言格式协议.42.2亲打印系统拓扑图.42.3嵌入式打印终端工作流程图.62.4亲打印工作模式流程图.7第三章硬件系统的设计.103.1嵌入式打印终端与手机端程序设计.103.2亲打印功能模块的设计与实现.103.3嵌入式打印终端设计.133.3.1ARM处理器.133.3.2 S3C2440开发板.133.3.3嵌入式打印终端序列图.133.4通讯机制的设计.143.4.1TCP通讯技术.143.4.2Http通信技术.14第四章硬件系统的实现.164.1Android开发平台搭建.164.2手机打印功能的实现.174.2.1登录界面的实现.174.2.2文件显示功能的实现.18金陵科技学院学士学位论文 目录II4.2.3打印设备的扫描显示.184.2.4手机端注册打印机.194.2.5代码的实现.194.3ARM开发环境搭建.204.3.1Linux开发环境的搭建.204.3.2Samba服务器搭建与配置.204.4嵌入式打印终端的实现.214.4.1Bootloader机启动流程.214.4.2uboot及其编译.224.4.3内核模块结构.234.4.4文件系统.234.4.5硬件系统的代码实现.244.4.6代码交叉编译以及程序下载.24第五章联合调试.275.1调试环境的搭建.275.2手机端连接调试.275.3嵌入式打印终端无线连接调试.295.4亲打印应用示范.30第六章成果总结与展望.316.1成果总结.316.2“亲打印”未来的展望.33参考文献.34附录.35致谢.40金陵科技学院学士学位论文 摘要I基于青奥会云打印技术的“亲打印”平台开发与应用硬件系统摘要传统的打印依赖于PC，必需将打印机连接在PC上，才可以实现打印，这对那些有移动的打印需求的人群来说则产生了很多不便，无法实现移动打印成为了打印产品的一大弱点。而今能够实现无PC机打印的软件其主要技术是针对不同的品牌、不同的型号的打印机提出了酷酷辫、歪歪狗以及WIFI打印的三种打印方法,由于受到品牌和型号的限制因此无法做到兼容所有的打印机。“云打印”顾名思义是在云端进行打印，不依赖于打印机的品牌和型号随时随地进行文件打印，“亲打印”正是这样的理念。本次毕业设计基于S3C2440的嵌入式Linux开发出一套能够有效解决在云打印中的两个关键问题，即能够支持多样的打印格式，并能够在GIS中定位打印机设备。该技术能够兼容市场80%的打印机，实现移动终端的云打印。关键词：云打印；打印协议；S3C2440金陵科技学院学士学位论文 AbstractIIBased on the technology of youth Olympic Games cloudprint “print qin“ Development and application platformThe hardware systemAbstractTraditional printing is dependent on the PC, so we must connect the printer with thePC.Only in this way can we achieve print, so these restrictions produced a lot ofinconveniencethis for those people who need to print with mobile.Unable to realize mobilebecame a major weakness of printing products printing.Now the print software without PC ismainly for different brands or different models of printers borders, including three kinds ofprinting:KKB,WWG and WIFI. Due to the limitation of brands and models so we can not becompatible with all printers.“Cloud print“ means print in the cloud anytime and anywhere and does not depend on theprinter brand and model ,“print“ is such a concept. This graduation design is based on S3C2440embedded Linux developed a set of system, this system can effectively solve two key problems:(1)can support a variety of print format; (2) to locate in the GIS printer equipment. Thistechnology can compatible with 90% printers in the market.At the same time, the technology canrealize the cloud printing of mobile terminal.Key words:cloud print；printing protocol；Linux金陵科技学院学士学位论文 第一章 绪论1第一章 绪论1.1研究背景在互联网的时代嵌入式操作系统以及智能化无线通信技术应用越来广泛,用于短距离的通讯技术主要包括蓝牙,无线局域网(LAN)通信技术；现在的网络环境使得全球一体化的信息社会变得越来越明显了。在今后以及未来的的发展方向将主要指向嵌入式技术、无线网络技术、蓝牙技术、电子以及计算机和通信技术。在很早以前就已经有人提出了网络打印的这个想法了，与之相关的网络打印的产品在现在的市场上也不难被发现。但是由于受到当时的条件限制，以及产品在很多的地方都不够完善，比如要想实现局域网环境下的打印功能只能在物理环境而非网络环境才能够实现共享打印的功能，在此基础上还要保证每台PC设备上都需要成功的安装对应的打印机驱动，这种打印方式的设计使得网络打印的使用以及维护成本都比较高，在很多应用场合下都不是很不方便并且在实际的使用中也只能局限在很小的范围之内。在最近的这两年中谷歌、惠普等一部分设备制造商在国家的积极推动下，云打印这一种随着云计算技术的发展使得理论研究进入了实际应用中，演变出了可以支持打印设备网络共享的技术产品已经慢慢的的引起了社会的关注。云打印是基于广域网云计算的技术，主要包括两方面的突破：（1）传统网络共享打印突破了区域性，使得打印的范围更加的广泛；（2）打印机设备过分的依赖驱动程序通过电子邮件的高层软件接口能够有效的解决前台的应用。为了提升服务水平,提高工作效率；为应用程序的发展增加一个新的起点这使得云计算技术与嵌入式应用系统的结合变得棘手。基于云计算、嵌入式应用系统开发的一款不限制操作系统和使用环境的云打印设备成为一个热门的课题。本研究的内容是云打印设备手机平台的设计和开发。用户可以手机、平板等移动终端将文件上传到云端服务器,然后服务器将用户上传的文件转化成PCL文件发送给指定的打印机。1.2课题研究现状截止二零一六年国内、国外的英特网打印技术层出不穷，国外主要以谷歌云打印技术、惠普ePrint技术以及国内的司印。谷歌公司（Google）在二零一一年的四月份推出了他们的云打印计划，谷歌的云打印功能主要包括两个方面：第一是将远程无线打印的理论转化成为了现实的打印方式，第二是解决了用户的移动设备打印起来不方便的问题。在谷歌的计划中，只要能够在ChromeOS中运行的任意一款应用程序，都将可以通过应用的编程的接口(API)，通过该接口能够支持云打印技术标准。如果能够达到这样的要求，Google Chrome OS用户将可以简单的通过鼠标、键盘的操作，就可以通过应用程序轻松的实现打印的命令了。远程打印服务器通过软件来实现连接，实现Google的云打印只要拥有两个条件即可实现，即拥有打印资源和互联网通讯。在整个打印工程中用户通过移动终端（手机或平板电脑）将数据发送给远程的金陵科技学院学士学位论文 第一章 绪论2云端打印，通过这种方式用户就不需要像以前那样通过本地安装相应的打印机驱动程序。HPePrint是惠普公司(HP)发布的一款全系列的无线打印机，这种打印机支持云打印的功能。用户通过具有移动版Gmail和GoogleDocs等支持云打印的应用程序就可以直接打印内容发送到这些打印机上了，只要用户会使用e-mail，就可以享受不安装任何的特殊驱动程序或软件就能够轻松的使用惠普云打印的功能。为了促销该产品给，惠普公司还专门推出了一款手机端的应用程序，这款手机APP可以在网络环境下直接与打印机相连接，使得用户通过手机将文件快速传送到打印机打印自己想要打印的材料，在打印过程中将打印材料的格式进行专门的打印优化，全程都不需要使用电脑，用户只需要在手机上面选中文件轻松一点，就能够直接打印出所需要的内容。国内的一些云平台公司也加入了这个新的技术领域，国内第一个云打印软件平台是司仪，该软件平台凝聚了很多的创新想法以及先进的管理理念，虽然国外的厂商在云打印技术上的垄断，但是司印依旧可以突破市场。司印公司提出了管理性、安全性以及私有化的云打印平台。这种理念为企业构建私有云平台起到关键作用，用户可以在享受便捷方便的同时还将可管理性和安全性大大的提高了。司印公司不仅仅局限在云打印的概念之中，还提出了将传统的电脑打印、无需驱动的在线打印、手机打印以及在e-mail技术的云打印统一进行整合，在司印平台上诞生出全新的打印概念。司印云打印不仅让各种客户端用户在享受云打印给我们带来方便快捷的同时，还使得管理员在集中打印时候的集中管理的能力。1.3课题研究意义本课题研究的是用户利用智能手机通过“亲打印”硬件设备连接各类云端打印机进行文件打印。显然若要真正实现这个技术则需要解决一下2个关键问题：1）支持多样的打印格式；2）能够在因特网上定位打印机设备。在现在只能手机越来越普及，在操作系统上也有所不同，Android操作系统作为一款智能手机系统已经被越来越多的年轻用户所喜爱。正是因为如此，所以本课题研究的手机实现打印的功能采用Android平台。在很多人看来云打印的未来发展前景是美好的，而且世界各地的设备制造商们也纷纷加入研发专门配合云打印技术的打印机的行列，但是想要直接达到云打印的效果就得直接牺牲在实际应用环境中使用的大量普通打印机和网络打印机，那么这将会造成很大的浪费。因此我们需要找到一个更好的解决方案，如何将大量现存的普通打印机也同样能够实现云打印的功能，如何这个想法能够实现的话，在现实中将会产生非常重大的意义。金陵科技学院学士学位论文 第一章 绪论31.4课题研究内容本次课题研究的内容是Linux打印终端的开发，主要任务包括：（1）打印机格式的统一，首先将所有待打印的文档转化成PDF格式的文档，然后将该文档通过打印终端转化成PCL格式文档传输给打印机打印。（2）嵌入式打印终端与打印机之间的通讯，该通讯方式采用以太网数据传输技术，通讯包括打印机唤醒功能、驱动打印机接收打印文档、以及休眠功能。（3）打印队列的设置，可以有效的提高打印机的打印效率、质量。将打印机中队列放在Linux操作系统中的缓存区，保证打印机只有一个任务，减少打印机的存储空间使得打印机的处理数据速度提高。打印机任务完成之后，打印终端立即发送新的打印任务。金陵科技学院学士学位论文 第二章系统总体设计4第二章 系统总体设计2.1打印语言格式协议在传统的PC机的打印方式当中，通常是通过PC机中打印驱动程序将打印文件的格式转化成PCL格式进行打印的。例如：GDI打印是如何实现打印工作的，在PC端首先完成光栅化的工作，然后通过串口或以太网方式传送给打印机的是光栅化点阵；然而对于PCL或者PS打印机来说，发送给打印机的数据则是标准的PostScript数据以及PCL数据数码印刷，然后在通过打印机控制器来完成光栅的转化动作。在上述列举的集中转化方式，如果将这些转化方式进行格式化统一在云端进行完成，那么将不再需要打印驱动。此时云打印服务只要为应用软件提供软件服务接口，这种方式对来自应用程序的数据进行规范化的处理起到重要的作用。在这期间，云打印服务也会为打印机供应商提供一个接口，将统一规范的数据能够快速的转化为打印机所能识别的打印格式（PCL）。在标准UV印刷的条件下PDF、XPS是较好的格式要求。只要应用程序能够支持任意支持一种格式就可以去除规范化的步骤了，避免因为格式不同意而造成不一致性。在很早以前就已经有人提出了一个因特网打印协议（Internet Printing Protocol,IPP），这种打印协议是建立在TCP/IP协议组中新开发出来的，IPP通讯协议是在英特网中应用层所存在的通讯协议。对于终端用户和终端打印设备都采用的IPP通讯协议，常用的Web浏览器也是采用IPP通讯协议，其主要采用HTTP协议和其他一些现有的网络技术，在英特网上从终端用户传送打印任务到支持I