在ARM芯片AT91RM9200上構建了無線打印模塊的硬件平臺，在Android操作系統上完成了軟件平臺的搭建，通過調用Linux內核的CUPS，實現移動終端在Android系統上直接打印文件的功能。

Android作為基于Linux開放性內核的開源智能手機操作系統，為智能手機、平板等移動、嵌入式設備應用提供了便捷的系統級支持，但Android系統目前并不支持常用的USB打印功能，打印機廠家暫時也沒有專門為Android設備提供打印機驅動程序。本文設計了一種新型的基于Android平臺的無線打印模塊，采用移植Linux下相關開源驅動的方式，通過調用Linux內核的CUPS(Common UNIX Printing System)，實現And roid系統上的USB打印功能，為Android系統打開了一條實現USB打印驅動從上層應用到內核配置的通路。

1 系統總體設計方案
本系統設計的嵌入式打印模塊是通過WiFi無線網絡接收客戶機發(fā)送來的文件，在液晶屏上顯示打印隊列和打印文件信息，再通過USB接口把需要打印的文件發(fā)送到USB打印機上實現打印。總體設計框圖如圖1所示，文件打印數據流程圖如圖2所示。

2 系統硬件設計
嵌入式打印模塊的硬件主要包括：核心處理器、WiFi無線模塊、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。
為了實現打印模塊與USB打印機的通信，選用Philips公司的ISP1161A1芯片作為USB主機控制器。ISP1161A1的主機控制器部分符合USB1.1規(guī)范，支持全速(12Mbi／s)和低速(1．5 Mbi／s)的數據傳輸。ISP1161A1提供兩個下行端口，可與USB打印機進行連接。WiFi無線模塊采用的是G—SKY無線發(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進行A／D轉換，轉換結果輸出到AT91RM9200處理器。系統總體硬件框圖如圖3所示。

存儲器系統提供2 MB的NOR FLASH和16 MB的NAND FLASH來存放BootLoader啟動程序和應用程序。WiFi無線模塊接收無線網絡傳輸的文件，再送到USB芯片的下行口連接的USB打印機實現打印。

3 軟件平臺設計
軟件基于Android平臺，經過精簡移植與交叉編譯完成軟件平臺的搭建，平臺架構如圖4所示。

軟件平臺基于Android實現，人機操作界面采用Java語言編寫，Java語言通過JNI訪問打印框架鏈接庫，再由打印鏈接庫完成與后臺打印服務程序的通信。整體實現遵循Linux系統下的CUPS標準，針對不同型號的打印機提供相應的CUPS打印驅動程序即可完成文件的打印。

4 CUPS打印機驅動程序設計
CUPS作為通用打印系統，默認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Android平臺提供打印機驅動程序，既支持PS(PostScript)語言的打印機，也可以通過Imageto Raster和RastertotHP(或RastertoEpson)過濾器將需要打印的內容轉換為HP公司的PCL(Print Control Language)、Epson公司的ESC／P等。Backend過濾器選用USB，以配合所選打印機的接口。打印實現流程圖如圖6所示。

Backend過濾器USB打印接口是通過AT91RM9200，按照USB主機規(guī)范控制其自帶的主機接口實現的，主要包括I／O緩存的初始化、USB主機芯片的初始化以及USB打印機的設備枚舉及初始化等。USB打印機設備的驅動程序結構框圖如圖7所示，流程圖如圖8所示。

首先對I／O緩存以及AT91RM9200的USB主機部分進行初始化。其中，關于USB主機部分的初始化包括了對外設時鐘的設置，初始化host stack，將所有的TD、ED和HCCA全部歸零，USB主機軟復位，設置AIC中斷等。
然后通過對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，從而來判斷是否有USB接口打印機的接入，以決定是否進行下一步的枚舉操作。一旦檢測到，主機則要等待400ms，使插入操作完成并使設備電源穩(wěn)定工作。然后進行對USB打印機的枚舉過程。
再通過對函數USBHostPrinterGetStatus()的調用，查詢當前的USB打印機的工作狀態(tài)——是否離線，是否缺紙，是否發(fā)生錯誤。并根據得到Print_Status中的8位數值來判斷打印機的工作狀態(tài)，如果處于正常的等待打印的狀態(tài)，則進入到正常打印狀態(tài)。由于采用的HP公司支持USB口和PCL5打印命令的打印機，通過對相關PCL打印命令的調用，完成對打印機的復位、設置紙張大小、頁面格式和字體大小等操作。緊接著則可以通過端點的調用進行數據的傳輸，進行打印工作。最后通過調用函數USBHostPrinterReset()再次對打印機進行軟復位，等待下一次的打印請求。

5 實驗結果
實驗采用HTC智能手機發(fā)送文本文件到打印模塊，打印模塊通過USB接口與HP激光打印機連接，打印模塊將文件傳輸到打印機，最后由打印機打印輸出。圖9為打印模塊打印設置界面，圖10為打印操作頁面。

結語
本文采用高性能ARM處理器AT91RM9200以及Android操作系統，采用移植Linux下相關開源驅動的方式，通過調用Linux內核的CUPS，實現Android系統上的USB打印功能，解決了智能移動終端沒備(如智能手機或平板電腦等)不支持直接打印功能的問題，給移動用戶帶來了文件打印的便利。