一种基于微信平台的自助打印机系统设计

2021-02-24潘威华通讯作者陈炎枫

信息记录材料 2021年1期

潘威华，谌颃（通讯作者），陈炎枫，钟健

（1 广州理工学院计算机科学与工程学院广东广州 510540）

（2 广州科技贸易职业学院信息工程学院广东广州 511442）

1 引言

随着新一代信息技术的普及应用，物联网、云计算、大数据、人工智能等技术有大量的应用落地。日常应用的打印机也向着无线化、网络化、智能化方向发展[1]，满足人们日常打印需求。然而，人们对打印的需求呈现着碎片化、实时性、频度高、灵活性要求高等特点，传统的固定打印店模式、办公场所打印机等形式难已充分满足打印需求[2]，尤其在高校、商业大厦、人才市场等对打印需求极高的场所，这种矛盾更加突出。以校园打印为例，当前绝大多数高校都是打印店模式，打印时间固定、地点固定，且打印人数多时需要排较长时间队，高峰期学校打印店更会拥挤不堪。因此，如果能够在这些场所投放自助打印设备，将能很好地满足用户高频次、实时性、碎片化打印需求，缓解供求矛盾。

2 系统的物联网关键技术支撑

本文提出的基于微信平台的自助打印机系统，依赖于物联网关键技术支撑。物联网云应用平台是实现物联网价值的核心环节[3]，它为自助打印机设备提供了安全可靠的连接通信能力，向下连接部署在投放点的打印机设备，支撑打印设备数据实时采集上云；向上提供云端API，指令数据通过API 调用下发至目标打印机终端，实现远程控制，本文采用微信平台来实现用户操作界面，降低了用户使用门槛，提高了平台的用户粘度。物联网平台的主要功能包括：设备接入、设备管理、安全能力、规则引擎、数据分析等。

物联网云平台在物联网四个逻辑层（感知层、网络层、平台层、应用层）中处于平台层这一环，平台层的作用在于收集、处理数据等。主要的技术指标包括：

（1）数据传输的稳定性。打印机设备投放环境的网络覆盖状况参差不齐，以本文作者所在高校为例，网络条件较复杂，这就导致打印机设备连接存在较大的不稳定状况，数据传输稳定性将决定数据传输的丢包、比特错误、噪声等参数。因此，增加了WIFI 和4G 两类无线网络保证连接的可靠性。

（2）连接设备并发量。随着物联网云平台的扩容，连接的设备也会越来越多，而高并发量的数据处理能力除了更多的云服务器之外，更重要的是技术团队是否具有丰富的处理相似问题的经验。

（3）SDK 开发工具。SDK 主要用来帮助开发者降低开发难度，使设备快速接入平台。

（4）API接口。API是各类智能设备连接到云端的接口，其差异化能力体现在接口的数量、接口开放能力等方面，丰富的API 接口可使平台整合更多功能，为用户提供更丰富的基于场景下的解决方案。以高校为例，提供与教务系统的数据应用接口，可以满足学生自助打印毕业成绩单的需求。

3 自助打印机系统设计

本文设计的自助打印机系统，以物联网技术和云计算技术为基础，用户交互层基于微信平台开发，符合用户使用习惯，具有用户使用门槛低、使用方便快捷、用户推广快等优点。

本系统包括硬件和软件设计两大部分，其中硬件包括一台标准的打印机、物联网网关、4G+WIFI 通信模块等；软件设计部分则是基于微信平台开发的小程序，包括微信小程序前端设计和云打印服务后台设计。前端是用户交互界面，包括一键登录、文档打印、计费、支付、常见问题、投诉与反馈等功能；云打印服务后台包括终端配置、打印机设置、预警、统计与分析、用户问题处理、用户推广、系统维护等功能。系统总体功能实现图见图1 所示。

图1 自助打印系统总体功能实现图

由图1 可知，本系统由以下四个部分组成：

（1）移动控制终端。目前普及的智能手机是最理想的个人移动控制终端，只要用户安装微信客户端软件APP就可以使用本系统。由于当前微信已覆盖全体手机用户，因此用户无须再安装其他APP。在使用过程中，用户打开微信扫描打印机机上的二维码，即可打开自助打印机小程序，根据小程序用户界面可以操作具体打印业务功能。

（2）微信服务器。本系统基于微信平台开发，因此系统的核心服务器就是腾讯的微信服务器。基本工作过程是：用户使用微信小程序时发送的信息，首先会被提交到微信服务器上打包，然后通过HTTP POST 的方式将该数据包转发给第三方开发者服务器；微信服务器接收到第三方开发者服务器响应的信息后，进行解包处理，然后再转发给微信客户端。

（3）云端服务器。该服务器运行着部署在第三方开发者服务器上的软件和数据集合，其主要作用是分析由微信服务器转发的请求/响应信息，并根据定制的微信小程序业务逻辑实现交互响应、数据读写等操作，将需要响应的文本、多媒体信息以XML 格式打包转发到微信服务器上。云端服务器需要根据微信小程序的业务需求，负责生成唯一的打印订单数据Unicode 码，当系统收到打印请求任务时，分析是否完成支付，完成了支付的打印请求任务即生成订单，并由云端服务器将打印内容数据下发给目标打印终端设备，打印机终端设备的物联网网关对打印业务HTTP请求进行分析，并实时将打印订单执行情况以及打印终端设备运行状态发送回云端服务器。

（4）打印终端设备。打印终端是本系统直接面向用户的输出设备，打印终端通过物联网网关上的4G 或WIFI模块实现与用户、云端服务器的三方连接。当用户扫描目标打印终端机上的打印二维码并上传打印内容、选择打印模式、完成支付后，打印终端设备将接收到来自云端服务器下发的打印指令信息，打印终端分析打印任务信息，根据用户配置的打印要求完成相应操作，并实时将打印任务、打印终端设备等的状态信息上传给云端服务器。