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引言 目前常用的打印機有兩種接口形式：USB口和Eth-ernet網(wǎng)口。由于價(jià)格相對較低，USB口的打印機更為普遍。USB口打印機不能獨立工作，必須依附于一臺主機。為了在一個(gè)局域網(wǎng)環(huán)境中共享使用一臺USB口打印機，需要為該打印機配備一臺服務(wù)器，然后通過(guò)共享設置實(shí)現打印機的網(wǎng)絡(luò )共享。這種方式有幾個(gè)方面的缺陷：需要占用一臺服務(wù)器資源；耗電；容易中毒導致無(wú)法正常打��；由于長(cháng)時(shí)間不間斷運行，出現故障的概率高，導致無(wú)法打��；占用辦公空間。 隨著(zhù)嵌入式處理器主頻的不斷提高，設計專(zhuān)門(mén)的嵌入式網(wǎng)絡(luò )打印服務(wù)器已經(jīng)成為共識。HP等很少的幾家打印機公司在幾年以前就推出了這樣的嵌入式設備，但基本上都只針對本公司特定的幾種打印機，無(wú)法做到通用。很多文獻，如參考文獻[1]、[2] 中提到的設計方案不夠具體�；谶@些情況，設計并實(shí)現了一款基于Linux的嵌入式網(wǎng)絡(luò )打印服務(wù)器，硬件設計簡(jiǎn)單，軟件完全開(kāi)源，只要有Linux下的打印驅動(dòng)，就可以支持。 1 總體方案設計 要把USB口打印機連人網(wǎng)絡(luò )，有兩種設計方案，一種是使用USB／以太網(wǎng)協(xié)議轉換器，另一種是設計一個(gè)帶有USB口和以太網(wǎng)網(wǎng)口(包含操作系統)的嵌入式設備。盡管協(xié)議轉換器軟硬件簡(jiǎn)單，但不支持多用戶(hù)同時(shí)并發(fā)打印，也就無(wú)法實(shí)現共享打印的要求。 1．1 硬件設計 筆者是在中科院計算所自主研制基于龍芯1號核的“聚芯SoC”1000C上實(shí)驗的，主頻266 MHz。作為產(chǎn)品，只需要提供電源接口、USB口和以太網(wǎng)口。調試階段，增加串口和JTAG調試接口�？紤]到多用戶(hù)并發(fā)打印的負載和實(shí)際測試效果，因為移植的開(kāi)源軟件有很多依賴(lài)庫，所占空間較大，故選用的是1 GB容量的Flash。打印過(guò)程中，打印文件在內存中緩存，為了應對較大的打印文件和提高運行速度，建議選擇256 MB以上的SDRAM。嵌入式網(wǎng)絡(luò )打印服務(wù)器硬件結構框圖如圖1所示。 
1．2 軟件設計 軟件設計是整個(gè)系統設計的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。在設計思想上，強調盡可能使用開(kāi)源軟件，主要是為了縮短研發(fā)周期并能保證打印系統的可靠性和穩定性。操作系統選擇目前主流的Linux操作系統。Linux操作系統下的打印控制系統根據打印機的命令方式，分為文本打印機、Post-Script打印機和其他種類(lèi)。文本打印機不需要驅動(dòng)程序，就可以直接用cat命令驅動(dòng)打印機，但只能打印英文，已很少使用。PostScript(簡(jiǎn)稱(chēng)PS)是一種繪圖能力很強的解釋性腳本語(yǔ)言，由Adobe公司制定。它因占用系統資源少，處理過(guò)程標準化與設備無(wú)關(guān)而被廣泛應用。直接支持PostScript的打印機通常都是比較高級的辦公打印機，對于這類(lèi)打印機來(lái)說(shuō)，PS語(yǔ)言是它們和計算機之間溝通的最簡(jiǎn)便的方式，應用程序可以將生成的PS文檔直接發(fā)給打印機打印。但大多數情況下使用的是各種比較低檔的，不能直接支持PostScript的打印機，這類(lèi)打印機只能識別各廠(chǎng)家自己的指令集。 因此，必須采取一種機制，把PostScript格式轉換成打印機能夠識別的命令格式，而GhostScript程序就是用來(lái)完成這個(gè)工作的。 Ghostscript將PostScript轉換成各種打印機能夠識別的格式。 打印機驅動(dòng)程序是應用軟件與打印機之間交流的橋梁，它可以將轉化好的打印文件，按照各種打印機不同的格式發(fā)送給打印機，因此不同的打印機都有自己特有的打印驅動(dòng)程序。另外，隨驅動(dòng)程序一起發(fā)布的還有PPD文檔，PPD(PostScript Printer Description)是用來(lái)描述打印機功能的文件，里面包含了字體、打印頁(yè)面等的一些描述。在使用一款打印機之前，必須找到其相應的PPD文件，并正確地安裝到打印管理器程序上。筆者所用打印機為HP 1020plus激光打印機，CUPS不附帶此驅動(dòng)，只能另行安裝。 為了讓不同的作業(yè)在打印的時(shí)候不產(chǎn)生沖突，就需要一個(gè)打印管理程序。這類(lèi)管理程序很多，使用最為廣泛的莫過(guò)于CUPS。CUPS接收要打印的文件；通過(guò)文件的類(lèi)型判斷是否需要將其轉換為PostScript，如果需要，則調用相應的應用程序進(jìn)行轉換；通過(guò)PPD文件來(lái)判斷Ghost-Script應使用何種驅動(dòng)處理此PostScript文件；把Ghost-Script處理的結果輸出到打印設備上。 在打印管理程序和Ghostscript之間，通常還安裝一種統一的打印過(guò)濾器程序foomatic-rip。它是用perl編寫(xiě)的腳本程序，打印管理程序通過(guò)它調用Ghostscript程序，從而把PostScript作業(yè)轉換成PPD文件描述的打印機自身能夠識別的格式。 2 幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題 2．1 軟件的交叉編譯 由前面的分析可知，打印服務(wù)器需要的開(kāi)源軟件支持，為了運行于嵌入式Linux環(huán)境，需要對它們一一進(jìn)行交叉編譯。通常的編譯方法是在宿主機上進(jìn)行，筆者在反復實(shí)驗后不得不放棄，原因在于這些開(kāi)源軟件還依賴(lài)于很多的其他軟件包。建議編譯安裝直接在開(kāi)發(fā)板上進(jìn)行，雖然速度較慢，但可以及時(shí)發(fā)現缺少的包。此編譯過(guò)程大約需要一周的時(shí)間。 ①CUPS的編譯與安裝：
2．2 CGI程序的編寫(xiě) 嵌入式網(wǎng)絡(luò )設備通常都提供web管理方式，用以修改配置等。以修改IP地址為例，需要修改源碼目錄下的cgi—bin子目錄下的admin．c文件，參照do_am_printer()函數新增函數do_modify_ip，此函數的功能為讀取IP地址所在的配置文件，將IP地址、子網(wǎng)掩碼、默認網(wǎng)關(guān)等顯示在頁(yè)面文本框中，允許修改，提交修改時(shí)該函數將新的參數覆蓋原配置文件中舊的參數。為實(shí)現這一功能，主要用到了CUPS提供的文件操作函數cupsFileGets、cupsFi-leOpen、cupsFilePrintf，和有關(guān)CGI變量的讀寫(xiě)函數cgiGetVariable、cgiSetVariable和界面的顯示函數cgiStartHTM如IP地址L(title)、 cgiCopyTemplateLang("error_ip．tmpl")、cgiEndHTML()。有關(guān)文件的讀寫(xiě)操作，可參照CUPS目錄下的 testfile．c文件。 2．3 界面和提示語(yǔ)言漢化 CUPS支持多國語(yǔ)言版本，如果漢化，需要對界面標識、提示、按鈕等全面進(jìn)行漢化，工作量較大，需要修改doc／index．html，需要把 templates語(yǔ)言版本挪到最外層，需要在loeale／cups_zh．po修改或增加新的中英文對照信息。更詳細的信息可參考CUPS運行后通過(guò)瀏覽器訪(fǎng)問(wèn)http：／／localhost：631／help下的Translating and Custom-izing CUPS文檔。 2．4 OUPS配置與調試 編輯／etc／cups／cupsd．conf在Location選項中添加容許訪(fǎng)問(wèn)的網(wǎng)段。為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，在 Order allow，deny后直接輸入Allow all即可。 編輯／etc／cups／mime．convs，找到application／octet-stream application／vnd．cups-raw 0-行，將其注釋掉，否則pdf、doc等文件格式將不被支持，提示“Print file wasnot accepted(Unsupported format 'application／octet-stream'!)”錯誤。另外，要將防火墻中對631端口的訪(fǎng)問(wèn)控制去掉，否則將提示打印服務(wù)器忙。在CUPS調試過(guò)程中，如果將cupsd．conf中的loglev-el info改成。loglevel debug，可以在var／log／cups／error_log中看到更多的輸出信息，極大地方便了調試，也可借助網(wǎng)絡(luò )抓包程序輔助調試。在確認打印機能夠工作之前，暫不要通過(guò)網(wǎng)絡(luò )方式驅動(dòng)打印機，可用命令行的方式添加、使能并測試打印機是否工作正常。由于沒(méi)有成熟的文檔，過(guò)程比較艱辛。 CUPS啟動(dòng)后，可通過(guò)瀏覽器方式管理打印機。連接好打印機，進(jìn)入web管理界面，找到“Add printer”。選擇正確的驅動(dòng)程序，如果所連接打印機的驅動(dòng)程序不存在，則必須手工添加驅動(dòng)程序。添加完成后，可以打印測試頁(yè)看看打印機是否可以正常工作。
3 客戶(hù)端連接 3．1 Windows客戶(hù)端 在添加打印機時(shí)，選擇添加的打印機類(lèi)型為“網(wǎng)絡(luò )打印機”，在URL中輸入 http://printer_server_ip：631／printers／printer_name，其中printer_server_ip為 CUPS打印服務(wù)器的IP地址，631為CUPS服務(wù)端口，printer_name為已添加的打印機的名稱(chēng)。如果提示URL錯誤，請修正后再試，最后提供Windows下相應的打印機驅動(dòng)即可。如果出現連接異常，建議關(guān)閉XP的防火墻服務(wù)(盡管理論上不受其影響)；也可以使用samba服務(wù)來(lái)共享打印機，這是最常規的做法，只需配置samba服務(wù)，將打印機共享。在客戶(hù)端通過(guò)IP搜索，一般能夠找到打印服務(wù)器。 3．2 Linux客戶(hù)端 對于已聯(lián)網(wǎng)并且安裝了CUPS的Linux客戶(hù)端來(lái)講，能夠自動(dòng)檢測到網(wǎng)絡(luò )中采用CUPS管理的打印機。因此，只需要找到菜單(RedHat Enterprise Server)“系統→首選項→更多首選項→默認打印機”或(fedora)“桌面→首選項→更多首選項→默認打印機”，將彈出網(wǎng)絡(luò )上所有已存在的打印機，選擇其中的某一在線(xiàn)打印機作為默認打印機即可。如果Linux客戶(hù)端沒(méi)有安裝CUPS，則需要手工去添加打印機。 結語(yǔ) 本文設計并實(shí)現的打印服務(wù)器完全使用開(kāi)源軟件，擴展性強，只要能夠找到Linux下的驅動(dòng)程序源碼，就能夠輕松加入到打印服務(wù)器的支持列表中。給出的http打印方式相比samba而言有三個(gè)方面的優(yōu)勢，配置簡(jiǎn)單，使用安全，可以跨網(wǎng)段打印。打印服務(wù)器調試過(guò)程中的主要技術(shù)問(wèn)題都已包含在本文中，經(jīng)實(shí)際反復測試，打印效果良好，完全實(shí)用。 參考文獻 1. 許海燕,張曦煌.嵌入式系統Internet打印的設計與實(shí)現[J].微計算機信息,2007(2):66-68. 2. 蔡理金.嵌入式Linux網(wǎng)絡(luò )打印服務(wù)器的實(shí)現[J].電子工程師,2007(12):53-55. 3. 張志敏.基于聚芯SoC的嵌入式系統設計[M].北京:北京郵電大學(xué)出版社,2006. 4. Introduction to CUPS[EB/OL].http://www.linuxfromscratch.org/blfs/view/stable/pst/cups.html. 5. 用好Linux下的CUPS打印機服務(wù)[EB/OL].http://www.linuxfly.org/read.php? save_72. 6. 基于CUPS的網(wǎng)絡(luò )打印服務(wù)器[EB/OL].http://xuyuanchao.cublog.cn. 作者：中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所 江濤 來(lái)源：單片機與嵌入式系統 2009（10） |
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網(wǎng)絡(luò )配套芯片PHY DM9161C DM9162N S3C6410、S3C2410、S3C2440、S3C2450、S5PV210、FPGA、STM32 擴展網(wǎng)絡(luò )接口方案。 深圳市僑峰科技有限公司 （DAVICOM中國總代理） 嵌入式以太網(wǎng)絡(luò )接口芯片供應商，軟件及硬件設計服務(wù)與咨詢(xún) 聯(lián)絡(luò )方式：Jonny.chu@qftek.com 電話(huà):13554902206 DM9000A DM9000C DM9161A DM9161C DM8203 DM9620 DM9162N |
