一种网络打印机状态监控电路及方法与流程

本发明属于网络监控领域，特别涉及一种网络打印机状态监控电路及方法。

背景技术：

随着网络打印机的高速普及，越来越多的场所会有多台，且不同型号的网络打印机，现有的技术下，对数量较多，且不同品牌、不同型号的打印机的现有的解决方案一般为一台服务器上安装若干厂商的打印监控程序、监控服务，这种情况下成本较高，同时对监控问题汇总能力差。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中存在的网络打印机监控不便以及成本过高的问题，提出了一种网络打印机状态监控电路及方法。

一种网络打印机状态监控电路，包括电源模块、存储模块、低速MCU控制模块、显示模块、网络芯片模块、接口模块；

所述接口模块包括串口通信接口和网络接口；

所述电源模块、存储模块、显示模块以及接口模块均与所述低速MCU控制模块相连；其中，所述存储模块、显示模块以及网络接口均与所述网络芯片块相连；

所述网络芯片模块的SPI数据输出引脚、SPI数据输入引脚、SPI选通引脚、SPI时钟引脚依次接低速MCU控制模块的SPI_MOSI1脚，SPI_MISO1脚，SPI_NSS1脚，SPI_SCK1脚；

所述网络芯片模块的差分TX发送信号引脚对脚分别与网络接口的数据发送正端、负端相连；

所述网络芯片模块的差分RX接收信号引脚对脚分别与网络接口的数据接收正端、负端相连；

所述网络芯片模块的网络连接指示引脚、网络发送指示引脚分别与网络接口的LINK连接灯和FDX数据传送灯信号端相连；

所述低速MCU控制模块的时钟频率不超过72M。

进一步地，所述网络芯片模块通过运算放大器与低速MCU控制模块的SPI_MISO接口相连；

低速MCU控制模块的SPI_MISO接口接运算放大器的，运算放大器的接运算放大器的，运算放大器的串接高速恢复肖特基二极管及磁珠至网络芯片的SPI数据输出引脚；

网络芯片模块的SPI数据输入引脚串接磁珠、高速恢复肖特基二极管至运算放大器的同向输入引脚，运算放大器的反向输入引脚接运算放大器的输出端引脚，运算放大器的输出端引脚接低速MCU控制的SPI_MOSI接口。

低速MCU单片机的SPI接口对通信波形的要求更高(高速MCU有更多容错的时间)，运算放大器作为电压跟随器，增加主控MCU的信号阻抗，降低主控和MCU连接线的上的阻抗，减少寄生干扰信号，高速恢复肖特基二极管作为SPI信号隔离，同时高速恢复肖特基二极管自身的高速恢复特性可满足SPI信号跳变的需要，磁珠可避免突发干扰对网络芯片模块传输进行干扰；

进一步地，所述网络芯片模块为W5100网络芯片。

进一步地，所述高速恢复肖特基二极管采用MBR20100二极管。

进一步地，所述存储模块采用W25X20FLASH芯片。

一种网络打印机状态监控方法，采用上述的电路，将网络打印机状态监控电路上的RJ45接口连接到与网络打印机所在的同一局域网，在存储模块中存储各类网络打印机的MIB指令，低速MCU控制模块将储存于存储模块中的MIB指令向对应IP地址的网络打印机发送状态监控指令，同时对从网络返回的数据进行解析，实现对网络打印机的纸盒状态、耗材使用量、打印过程的状态及出错情况进行监控，同时将实时状态显示在显示模块上。

进一步地，将网络打印机状态监控电路通过串口与监控PC相连，所述监控PC与网络打印机处于同一局域网络，通过监控PC实时获取各网络打印机的MIB指令，并将获得的MIB指令传输至网络打印机状态监控电路的存储模块中。

有益效果

本发明提供了一种网络打印机状态监控电路及方法，该电路包括电源模块、存储模块、低速MCU控制模块、显示模块、网络芯片模块、接口模块；所述接口模块包括串口通信接口和网络接口；所述电源模块、存储模块、显示模块以及接口模块均与所述低速MCU控制模块相连；其中，所述存储模块、显示模块以及网络接口均与所述网络芯片块相连；通过采用低速MCU控制模块，大大的降低了监控电路的成本；该方法通过将各类网络打印机的MIB指令同时存储在同一存储单元中，突破了惯有的设计思路；Flash芯片中储存有多个厂商的MIB网络指令集，通过指令可对局域网下已储存对应指令的不同厂商、不同型号网络打印机进行监控，MIB网络指令集可通过电路上板载的网络接口和串口下载至FLASH芯片内；

同时，摒弃惯用的监控PC，而使用本发明提出的监控电路，不受其他软件和系统干扰，降低了监控风险和维护成本，同时也降低了故障率。

网络打印机状态处理监控电路能够低成本的对网络打印机状态进监控，可对不同品牌不同型号的打印机进行集中监控处理，支持的打印机机型可根据需要通过串口或网络接口更新至内部存储，在这种应用情景下，本发明具有较大的应用前景。

附图说明

图1为本发明所述电路的电源模块、主控与显示模块及存储模块电路图，其中，(a)为电源模块，(b)为主控与显示模块，(c)存储模块；

图2为本发明所述电路的网络芯片模块电路图；

图3为本发明所述电路的接口模块电路图；

图4为一种网络打印机状态处理电路的整体连接图；

其中，U1:开关电源芯片LM2596；U2:主控MCU；U3:OLED屏；U4:Flash芯片W25X20；U5:网络芯片W5100；U6：运算放大器AD8542；P1：5V电源适配器接口；P2：TTL串口；P3：RJ45网络接口。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。

如图1至图4所示，一种网络打印机状态监控电路，包括电源模块、存储模块、低速MCU控制模块、显示模块、网络芯片模块、接口模块；

所述接口模块包括串口通信接口和网络接口；

所述电源模块、存储模块、显示模块以及接口模块均与所述低速MCU控制模块相连；其中，所述存储模块、显示模块以及网络接口均与所述网络芯片块相连；

所述网络芯片模块的SPI数据输出引脚、SPI数据输入引脚、SPI选通引脚、SPI时钟引脚依次接低速MCU控制模块的SPI_MOSI1脚，SPI_MISO1脚，SPI_NSS1脚，SPI_SCK1脚；

所述网络芯片模块的差分TX发送信号引脚对脚分别与网络接口的数据发送正端、负端相连；

所述网络芯片模块的差分RX接收信号引脚对脚分别与网络接口的数据接收正端、负端相连；

所述网络芯片模块的网络连接指示引脚、网络发送指示引脚分别与网络接口的LINK连接灯和FDX数据传送灯信号端相连；

所述低速MCU控制模块的时钟频率不超过72M。

所述网络芯片模块通过运算放大器与低速MCU控制模块的SPI_MISO接口相连；

低速MCU控制模块的SPI_MISO接口接运算放大器的，运算放大器的接运算放大器的，运算放大器的串接高速恢复肖特基二极管及磁珠至网络芯片的SPI数据输出引脚；

网络芯片模块的SPI数据输入引脚串接磁珠、高速恢复肖特基二极管至运算放大器的同向输入引脚，运算放大器的反向输入引脚接运算放大器的输出端引脚，运算放大器的输出端引脚接低速MCU控制的SPI_MOSI接口。

低速MCU单片机的SPI接口对通信波形的要求更高(高速MCU有更多容错的时间)，运算放大器作为电压跟随器，增加主控MCU的信号阻抗，降低主控和MCU连接线的上的阻抗，减少寄生干扰信号，高速恢复肖特基二极管作为SPI信号隔离，同时高速恢复肖特基二极管自身的高速恢复特性可满足SPI信号跳变的需要，磁珠可避免突发干扰对网络芯片模块传输进行干扰；

所述网络芯片模块为W5100网络芯片。

所述高速恢复肖特基二极管采用MBR20100二极管。

所述存储模块采用W25X20FLASH芯片。

一种网络打印机状态监控方法，采用上述的电路，将网络打印机状态监控电路上的RJ45接口连接到与网络打印机所在的同一局域网，在存储模块中存储各类网络打印机的MIB指令，低速MCU控制模块将储存于存储模块中的MIB指令向对应IP地址的网络打印机发送状态监控指令，同时对从网络返回的数据进行解析，实现对网络打印机的纸盒状态、耗材使用量、打印过程的状态及出错情况进行监控，同时将实时状态显示在显示模块上。

进一步地，将网络打印机状态监控电路通过串口与监控PC相连，所述监控PC与网络打印机处于同一局域网络，通过监控PC实时获取各网络打印机的MIB指令，并将获得的MIB指令传输至网络打印机状态监控电路的存储模块中。

在本实例中，电源部分采用5VDC供电，开关电源芯片LM2596提供3.3V电源支持，主控芯片为具有IIC，和SPI接口的MCU，包括但不仅限于STM32、MSP430、DA14580，需要状态处理的打印机MIB指令储存于SPI接口的FLASH芯片W25X20中，主控通过IIC和以太网芯片W5100进行连接，通过MIB网络指令向对应IP地址的打印机发送状态监控指令，同时对网络返回的数据进行解析，可对网络打印机的纸盒，耗材，打印过程的状态及出错情况进行监控，打印机报错情况将滚动显示在显示部分OLED屏幕上，上述监控指令发送、存储、数据解析均由网络打印机状态处理电路自身完成并显示在自带显示屏上，无需PC或打印服务器支持，若需要PC进行联机管理，该电路也支持将数据汇总后通过接口部分的RJ45网络接口/TTL串口进行联机输出，储存于FLASH芯片中的MIB指令可通过RJ45网络接口/串口进行更新。

电路连接为：5V电源适配器接口P1的1脚接开关电源芯片LM2596的1脚，5V电源适配器接口P1的2脚接开关电源芯片LM2596的3脚和5脚，5V电源适配器接口P1的1脚和2脚间接470uF电容C1，开关电源芯片LM2596的2脚串接22uH电感L1，470欧姆电阻R2及发光二极管D1至开关电源芯片LM2596的3脚，22uH电感L1与470欧姆电阻R2的中间节点(3.3V输出)接330uF电容C2，开关电源芯片LM2596的4脚串接0欧姆电阻至2uH电感L1与470欧姆电阻R2的中间节点；

主控MCU的串口RX接TTL串口P2的1脚，主控MCU的串口TX接TTL串口P2的2脚，OLED屏7脚接主控MCU的IO1(通用IO)，OLED屏6脚接主控MCU的IO2(通用IO)，OLED屏4脚接主控MCU的IO3(通用IO)，OLED屏3脚接主控MCU的IO4(通用IO)，OLED屏2脚接主控MCU的VCC电源脚，OLED屏1脚接主控MCU的GND地脚，FLASH芯片W25X20的8脚串接100K电阻R3至FLASH芯片W25X20的1脚，FLASH芯片W25X20的8脚串接100K电阻R4至FLASH芯片W25X20的2脚，FLASH芯片W25X20的8脚接FLASH芯片W25X20的3脚，FLASH芯片W25X20的1脚接主控MCU的SPI_NSS2脚，FLASH芯片W25X20的2脚接主控MCU的SPI_MOSI2脚，FLASH芯片W25X20的5脚接主控MCU的SPI_MISO2脚，FLASH芯片W25X20的6脚接主控MCU的SPI_CLK2脚，主控MCU的VCC电源及FLASH芯片W25X20的8脚接22uH电感L1与470欧姆电阻R2的中间节点(3.3V输出)，主控MCU的GND及FLASH芯片W25X20的4脚、9脚接5V电源适配器接口P1的2脚；

网络芯片W5100的75脚，76脚间接1M电阻R5，1M电阻R5两端并接25M晶振Y1，晶振Y1两端分别接18pF电容C3，C4至5V电源适配器接口P1的2脚，网络芯片W5100的1脚接12K电阻R7和300欧姆电阻R6至5V电源适配器接口P1的2脚，W5100的1脚、12脚、18脚接3.3V输出，网络芯片W5100的31脚串接10K电阻R11至3.3V输出，网络芯片W5100的55、57、58脚分别串接4.7K电阻R10、R9、R8至3.3V输出，网络芯片W5100的4脚、10脚、13脚、14脚、17脚、32脚、34脚、35脚、36脚、37脚、43脚、63脚、64脚、65脚、68脚、77脚接5V电源适配器接口P1的2脚，网络芯片W5100的11脚接15脚、33脚，网络芯片W5100的11脚串接磁珠FB1至网络芯片W5100的7脚、74脚，W5100的27脚接主控MCU的SPI_MOSI1脚，W5100的28脚接主控MCU的SPI_MISO1脚，W5100的29脚接主控MCU的SPI_NSS1脚，W5100的30脚接主控MCU的SPI_SCK1脚，W5100的8脚接RJ45网络接口P3的1脚，W5100的9脚接RJ45网络接口P3的2脚，W5100的9脚接RJ45网络接口P3的2脚，W5100的5脚接RJ45网络接口P3的7脚，W5100的6脚接RJ45网络接口P3的8脚，W5100的66脚接RJ45网络接口P3的10脚，W5100的70脚接RJ45网络接口P3的12脚，RJ45网络接口P3的1脚串接51欧姆电阻R12和0.1uF电容C5至5V电源适配器接口P1的2脚，RJ45网络接口P3的2脚串接51欧姆电阻R13至51欧姆电阻R12和0.1uF电容C5的中间节点，RJ45网络接口P3的3脚、6脚接3.3V输出，RJ45网络接口P3的9脚、11脚分别串接200欧姆电阻R14、200欧姆电阻R15至3.3V输出，RJ45网络接口P3的7脚串接51欧姆电阻R16和0.1uF电容C6，RJ45网络接口P3的8脚串接51欧姆电阻R17至51欧姆电阻R16和0.1uF电容C6的中间节点。

电路模块连接为：主控部分SPI_MISO2接储存部分SPI_MOSI，主控部分SPI_MOSI2接储存部分SPI_MISO，主控部分SPI_NSS2接储存部分SPI_NSS，主控部分SPI_SCLK2接储存部分SPI_SCLK，主控部分IO1(通用IO)接显示部分DI；主控部分IO2(通用IO)接显示部分CS，主控部分IO3(通用IO)接显示部分CLK，主控部分IO4(通用IO)接显示部分DO；主控部分SPI_MISO1接网络部分SPI_MOSI，主控部分SPI_MOSI2接网络部分SPI_MISO，主控部分SPI_NSS2接网络部分SPI_NSS，主控部分SPI_SCLK2接网络部分SPI_SCLK；主控部分RX接接口部分TX，主控部分TX接接口部分RX，主控部分TXON接接口部分TXON，

主控部分TXOP接接口部分TXOP，主控部分RXIP接接口部分RXIP，主控部分RXIN接接口部分RXIN，电源部分3V3接主控、储存、显示、接口、网络部分3.3V，电源部分GND接主控、储存、显示、接口、网络部分GND。

主控芯片(MCU)和W5100连接：主控MCU的SPI_MISO接口接运算放大器AD8542的3脚，运算放大器AD8542的2脚接运算放大器AD8542的1脚，运算放大器AD8542的1脚串接高速恢复肖特基二极管MBR20100及磁珠至网络芯片W5100的27脚(MOSI)；

网络芯片W5100的28脚串接磁珠、高速恢复肖特基二极管MBR20100至运算放大器AD8542的5脚，运算放大器AD8542的6脚接运算放大器AD8542的7脚，算放大器AD8542的7脚接主控MCU的SPI_MOSI接口。

具体监控过程如下：

实施例1：网络打印机状态处理电路通过板载RJ45网络接口连接至与网络打印机同一局域网络，电路板载的RS-232串口不连接，无监控计算机/服务器，通过已储存的MIB指令对网络打印机状态进行查询，将获取到的状态滚动显示到OLED屏幕上；

实施例2：网络打印机状态处理电路通过板载RJ45网络接口连接至与网络打印机同一局域网络，同时板载RS-232串口连接至监控PC，通过已储存的MIB指令对网络打印机状态进行查询，将获取到的状态滚动显示到OLED屏幕上，同时通过串口上报给PC；

实施例3：网络打印机状态处理电路通过板载RJ45网络接口连接至与网络打印机同一局域网络，RS-232串口不连接，监控PC处于同一局域网下，通过已储存的MIB指令对网络打印机状态进行查询，将获取到的状态滚动显示到OLED屏幕上，同时通过网络上报给PC；

实施例4：网络打印机状态处理电路通过板载RS-232串口连接至PC，板载RJ45网络接口不连接，通过RS-232串口将打印机MIB指令下载至网络打印机状态处理电路的片内储存W25X20中，数据储存过程中OLED屏幕将给出对应提示；

实施例5：网络打印机状态处理电路通过RJ45网络接口连接PC，板载RS-232串口不连接，通过网络接口将打印机MIB指令下载至网络打印机状态处理电路的片内储存W25X20中，数据储存过程中OLED屏幕将给出对应提示。