打印机的网络驱动器的制作方法

本实用新型涉及一种无需配置专门的计算机作为打印服务器，通过以太网或者WIFI接收打印任务，并驱动连接的打印机完成打印任务的打印机的网络驱动器。

背景技术：

现有技术中，一台打印机要正常使用，常用的方法是至少需要与一台计算机的并行接口、串口、USB接口或者网络接口相连接，然后在计算机上安装相应的打印机驱动程序。如果在局域网的共享状态下，这台计算机可以作为打印服务器为每一个连接局域网内的电脑提供了一台打印机，实现打印机共享功能。现有方法如果在打印工作量较轻的情况下可以正常工作。但是，当在局域网中打印机被共享使用且打印作业繁重时，就会占用直接相连计算机（打印服务器）较多的CPU使用率，从而影响这台计算机使用者的工作体验。

为了避免这个问题，局域网中的打印服务器常采选择一台专用计算机，始终保持在待机状态。这种方法会多占用一台计算机，造成硬件成本、维护成本和电力资源的浪费。

在单位的局域网中，一般选择具备网络驱动功能的打印机，但是价格是普通打印机的数倍，非常昂贵。

另中国专利CN104090733A 设计了一个适用于企业局域网的网络打印机，针对需要在堕胎网络打印机上进行打印时，改变了计算机系统一次顺序控制打印机的工作流程，通过打印控制单元接受网络中的打印任务，存储需要打印数据后，按照打印指令可以同时发送到多个打印执行单元进行打印。在一个局域网内，可以提高打印效率，也能避免打印数据的丢失。这个方案适合有一定规模的局域网，对于每一台打印执行单元来说，仍然需要一台计算机驱动或者使用昂贵的带以太网接口的打印机。为此，我们研发了一种无需配置专门的计算机作为打印服务器，通过以太网或者WIFI接收打印任务，并驱动连接的打印机完成打印任务的打印机的网络驱动器。

技术实现要素：

本实用新型目的是为了克服现有技术的不足而提供一种无需配置专门的计算机作为打印服务器，通过以太网或者WIFI接收打印任务，并驱动连接的打印机完成打印任务的打印机的网络驱动器。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：打印机的网络驱动器，包含微处理器模块、以太网通信模块、WIFI通信模块、USB通信控制器、状态指示模块和按键交互模块；所述以太网通信模块、WIFI通信模块、USB通信控制器、状态指示模块和按键交互模块分别与微处理器模块连接；所述以太网通信模块用来对以太网上传输的信号进行调试和解调试,将其转为可交给微处理器模块识别和处理的有效数据；所述Wi-Fi通信模块能直接利用Wi-Fi联入互联网；所述USB通信模块选择需要外接微处理器模块的芯片，只处理与USB相关的通信工作，通过一个串行或并行的数据总线与微处理器模块进行连接；所述状态指示模块采用有机发光二极管屏幕实现数据的显示；所述按键交互模块通过按键实现开关机，在系统出现问题时复位；所述微处理器模块协调以太网通信模块、WIFI通信模块、USB通信控制器、状态指示模块和按键交互模块的工作；所述微处理器模块作为嵌入式微处理器能对实时和多任务有较强的支持能力，能完成打印任务的实时响应和打印队列的管理；同时具有功能很强的存储区保护功能。

优选的，所述以太网通信模块的快速以太网接口符合100Base-TX物理层规范，兼容传统的10Base-T物理层规范，能在10Mbit/s、100Mbit/s两种速率下工作，有半双工和全双工两种工作方式，其能与其它网络设备协商确定工作方式和速率，自动选择最合适的工作方式和速率。

优选的，所述Wi-Fi通信模块将串口或TTL电平转为符合Wi-Fi无线网络通信标准的嵌入式模块，内置无线网络协议IEEE802.11b.g.n协议栈以及TCP/IP协议栈，能直接利用Wi-Fi联入互联网。

优选的，所述Wi-Fi通信模块由供电电压为5V直接供电，或者利用基板上的电源共享供电；所述Wi-Fi通信模块的天线的处理形式：可以有内置的PCB板载天线或者陶瓷天线；也可以通过I-PEX接头，连接天线延长线，然后让天线外置；WiFI跟微处理器模块的主板连接的形式可以直接在PCB设计时通过SMT方式直接连接,也可以通过排针来做插件连接。

优选的，所述微处理器模块通过中断引脚控制USB接口数据的收到或发送，当数据传输完成，这个中断引脚会向微处理器模块发出中断请求信号。

优选的，所述微处理器模块选用博通计算模块Broadcom BCM2835；所述微处理器模块能通过以太网和WIFI和USB方式收发数据,驱动状态指示模块的显示；所述微处理器模块直接搭配220V交流转换5V直流的通用模块；

所述以太网控制模块选用DM9000AEP以太网系列芯片，包含一个10/100M自适应的PHY和4K DWORD值的SRAM；其中,DM9000AEP芯片的片选信号控制端C_S与微处理器模块的通用I/O引脚GPIO34相连接,用于微处理器模块对其选通；IOW和IOR分别用于读写控制，CMD端为微处理器模块对传输数据和指令区别的控制命令，INT端与微处理器模块的INT2相连接，可以向微处理器模块申请中断，以便自己的状态得到响应；芯片与外部通信的接口选用最常用的RJ-45方式，以便兼容最常见的网络接口；DM9000AEP采用差分传输的放式，其数据发送端和数据接收端分别与RJ-45相连接，共同构成以太网通信模块；

所述USB控制模块选用USB接口芯片为Philips公司生产的PDIUSBD12；所述PDIUSBD12的引脚ALE是命令口和数据口的地址线，PDIUSBD12有两种数据总线方式：多路地址/数据总线和单地址数据总线；PDIUSBD12的引脚ALE与微处理器模块的引脚GPIO1相连，当ALE为1时，总线D[0..7]上传输的是命令，当ALE为0时，总线D[0..7]上传输的是数据；PDIUSBD12的挂起引脚SUSPD和中断引脚INT分别与微处理器模块的一个I/O引脚相连，以实现PDIUSBD12挂起及PDIUSBD12向微处理器模块发出中断；

所述WIFI通信模块选用最高支持3Mbps波特率的USR-C322， WIFI通信接口与微处理器模块通过双串口相连接，TTL串口与WIFI双向透明传输；USR-C322的两路串口UART0和UART1分别于微处理器模块的两个串口相连，并将中断引脚INT与微处理器模块的中断引脚相连接。其中，串口0支持2路网络链接，串口1支持1路；

所述按键交互模块主要包括电源指示、工作指示和复位按键；

电源指示，通过微处理器模块引脚GPIO39驱动二极管发光，表示微处理器模块电源正常；

工作指示，通过微处理器模块引脚GPIO40驱动双色二极管发光，表示是否有打印任务；

复位按键，当系统出现故障时，通过微处理器模块引脚GPIO41触发系统复位；

所述状态指示模块采用OLED显示屏，驱动芯片为SSD1306；SSD1306的引脚D/C是命令口和数据口的地址线，SSD1306的引脚D/C与微处理器模块的引脚GPIO54相连，当D/C为1时，总线D[0..7]上传输的是命令，当D/C为0时，总线D[0..7]上传输的是数据；SSD1306的复位引脚RST和片选CS引脚分别与微处理器模块的I/O GPIO55和GPIO53引脚相连，以实现SSD1306地片选和复位，这样在CLK信号的驱动下就可以实现数据的显示。

由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

本实用新型所述的打印机的网络驱动器通过以太网或者WIFI接收打印任务，并驱动连接的打印机完成打印任务，无需配置专门的计算机作为打印服务器。本实用新型使用嵌入式微处理器模块控制，可以广泛的应用于普通打印机的网络应用驱动。本实用新型的主要硬件成本大约300元左右，可以在局域网环境下方便的使用打印机，应用前景广阔。

附图说明

下面结合附图对本实用新型技术方案作进一步说明：

附图1为本实用新型的打印机的网络驱动器的结构框图；

附图2为本实用新型的打印机的网络驱动器的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

附图1-2为本实用新型所述的打印机的网络驱动器，包含微处理器模块、以太网通信模块、WIFI通信模块、USB通信控制器、状态指示模块和按键交互模块；所述以太网通信模块、WIFI通信模块、USB通信控制器、状态指示模块和按键交互模块分别与微处理器模块连接；所述以太网通信模块用来对以太网上传输的信号进行调试和解调试,将其转为可交给微处理器模块识别和处理的有效数据的模块；所述以太网通信模块的快速以太网接口符合100Base-TX物理层规范，兼容传统的10Base-T物理层规范，能在10Mbit/s、100Mbit/s两种速率下工作，有半双工和全双工两种工作方式。它具有自动协商模式，可以与其它网络设备协商确定工作方式和速率，自动选择最合适的工作方式和速率，从而可以大大简化系统的配置和管理。

所述Wi-Fi通信模块将串口或TTL电平转为符合Wi-Fi无线网络通信标准的嵌入式模块，内置无线网络协议IEEE802.11b.g.n协议栈以及TCP/IP协议栈，能直接利用Wi-Fi联入互联网。

所述Wi-Fi通信模块由供电电压为5V直接供电，或者利用基板上的电源共享供电。所述Wi-Fi通信模块的天线的处理形式：可以有内置的PCB板载天线或者陶瓷天线；也可以通过I-PEX接头，连接天线延长线，然后让天线外置。在局域网信号下，一般选择板载天线就可以满足要求。WiFI跟微处理器模块的主板连接的形式可以直接在PCB设计时通过SMT方式直接连接,也可以通过排针来做插件连接。

所述USB通信模块选择需要外接微处理器模块的芯片，只处理与USB相关的通信工作，通过一个串行或并行的数据总线与微处理器模块进行连接。微处理器模块通过中断引脚控制USB接口数据的收到或发送，当数据传输完成，这个中断引脚会向微处理器模块发出中断请求信号。其优点是芯片价格便宜，而且便于用户使用自己熟悉的微处理器模块进行开发。

所述状态指示模块采用有机发光二极管（Organic Light-Emitting Diode, UIV OLED）屏幕显示,OLED显示技术具有自发光的特性，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光，而且OLED显示屏幕可视角度大，并且能够节省电能。

所述按键交互模块通过按键实现开关机，在系统出现问题时复位。

所述微处理器模块协调以太网通信模块、WIFI通信模块、USB通信控制器、状态指示模块和按键交互模块的工作。所述微处理器模块作为嵌入式微处理器能对实时和多任务有较强的支持能力，能完成打印任务的实时响应和打印队列的管理；同时具有功能很强的存储区保护功能。

本实例例中：

所述微处理器模块选用博通计算模块Broadcom BCM2835，它是一款全高清多媒体应用处理器，它采用Broadcom公司的VideoCore®IV技术，采用了600MHz ARM1176JZ-K，具有16kB指令和数据高速缓存，具有优化的电源效率。所述微处理器模块能通过以太网和WIFI和USB方式收发数据,驱动状态指示模块的显示；所述微处理器模块直接搭配220V交流转换5V直流的通用模块。

所述以太网控制模块选用DM9000AEP以太网系列芯片，包含一个10/100M自适应的PHY和4K DWORD值的SRAM，它的目的是在低功耗和高性能进程的3.3V与5V的支持宽容；其中,DM9000AEP芯片的片选信号控制端C_S与微处理器模块的通用I/O引脚GPIO34相连接,用于微处理器模块对其选通。IOW和IOR分别用于读写控制，CMD端为微处理器模块对传输数据和指令区别的控制命令，INT端与微处理器模块的INT2相连接，可以向微处理器模块申请中断，以便自己的状态得到响应。芯片与外部通信的接口选用最常用的RJ-45方式，以便兼容最常见的网络接口。DM9000AEP采用差分传输的放式，其数据发送端和数据接收端分别与RJ-45相连接，共同构成以太网通信模块。

所述USB控制模块选用USB接口芯片为Philips公司生产的PDIUSBD12；它是一款性价比很高的USB器件，通常用作微控制器系统中实现与微控制器进行通信的高速通用并行接口，它还支持本地的DMA传输。

PDIUSBD12的引脚ALE是命令口和数据口的地址线，PDIUSBD12有两种数据总线方式：多路地址/数据总线和单地址数据总线。为了尽量少占用微处理器模块的I/O引脚，在设计中， PDIUSBD12的引脚ALE与微处理器模块的引脚GPIO1相连，当ALE为1时，总线D[0..7]上传输的是命令，当ALE为0时，总线D[0..7]上传输的是数据。PDIUSBD12的挂起引脚SUSPD和中断引脚INT分别与微处理器模块的一个I/O引脚相连，以实现PDIUSBD12挂起及PDIUSBD12向微处理器模块发出中断。

所述WIFI通信模块，为了满足打印数据的高速传输，这里选用最高支持3Mbps波特率的USR-C322，它是一款工业级，低功耗，小体积的WIFI模块 ，支持Wi-Fi@2.4 GHz 802.11b/g/n 无线标准的USR-C215。可以同时容纳32个WIFI客户端同时接入，也可同时容纳32个TCP客户端。WIFI通信接口与微处理器模块通过双串口相连接，TTL串口与WIFI双向透明传输。C322的两路串口UART0和UART1分别于微处理器模块的两个串口相连，并将中断引脚INT与微处理器模块的中断引脚相连接。其中，串口0支持2路网络链接（第一路支持TCP Server），串口1支持1路。

人机交互模块分为所述按键交互模块和所述状态指示模块两部分。

按键交互模块主要包括电源指示、工作指示和复位按键。

电源指示，通过微处理器模块引脚GPIO39驱动二极管发光，表示微处理器模块电源正常。

工作指示，通过微处理器模块引脚GPIO40驱动双色二极管发光，表示是否有打印任务。

复位按键，当系统出现故障时，通过微处理器模块引脚GPIO41触发系统复位。

所述状态指示模块采用OLED显示屏，驱动芯片为SSD1306。它是一款128*64点阵式的液晶显示模块驱动芯片。SSD1306的引脚D/C是命令口和数据口的地址线，在设计中，它的引脚D/C与微处理器模块的引脚GPIO54相连，当D/C为1时，总线D[0..7]上传输的是命令，当D/C为0时，总线D[0..7]上传输的是数据。SSD1306的复位引脚RST和片选CS引脚分别与微处理器模块的I/O GPIO55和GPIO53引脚相连，以实现SSD1306地片选和复位。这样在CLK信号的驱动下就可以实现数据的显示。

使用时，第一次开机后，通过局域网自动或者手动设置打印机的网络驱动器的IP地址，将打印机的网络驱动器接入局域网内。局域网中的其他计算机可以通过搜索打印机的网络驱动器的IP地址，添加该打印机为网络打印机。

打印机的网络驱动器检测是否有打印机连接，如果有打印机连接，则自动通过网络安装驱动程序或者读取另一个USB端口上的驱动程序完成打印驱动程序的安装，并在状态指示模块上显示安装的结果。没有打印任务时自动进入休眠状态，直到被局域网中其他计算机的打印任务唤醒，打印机的网络驱动器接收打印数据，打印完成后，进入休眠状态，等待再次被唤醒。

当然，本领域的技术人员从上述实施例中获得启发，可能采用类似功能的控制模块、以太网模块或者WIFI模块，也可以实现本实用新型的目的，这些方案应该也属于本实用新型保护的范围。

由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

本实用新型所述的打印机的网络驱动器通过以太网或者WIFI接收打印任务，并驱动连接的打印机完成打印任务，无需配置专门的计算机作为打印服务器。本实用新型使用嵌入式微处理器模块控制，可以广泛的应用于普通打印机的网络应用驱动。本实用新型的主要硬件成本大约300元左右，可以在局域网环境下方便的使用打印机，应用前景广阔。

以上仅是本实用新型的具体应用范例，对本实用新型的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本实用新型权利保护范围之内。