一種基于微信平臺的自助打印機系統設計

潘威華，諶 頏（通訊作者），陳炎楓，鐘 健

（1 廣州理工學院計算機科學與工程學院 廣東 廣州 510540）

（2 廣州科技貿易職業學院信息工程學院 廣東 廣州 511442）

1 引言

隨著新一代信息技術的普及應用，物聯網、云計算、大數據、人工智能等技術有大量的應用落地。日常應用的打印機也向著無線化、網絡化、智能化方向發展[1]，滿足人們日常打印需求。然而，人們對打印的需求呈現著碎片化、實時性、頻度高、靈活性要求高等特點，傳統的固定打印店模式、辦公場所打印機等形式難已充分滿足打印需求[2]，尤其在高校、商業大廈、人才市場等對打印需求極高的場所，這種矛盾更加突出。以校園打印為例，當前絕大多數高校都是打印店模式，打印時間固定、地點固定，且打印人數多時需要排較長時間隊，高峰期學校打印店更會擁擠不堪。因此，如果能夠在這些場所投放自助打印設備，將能很好地滿足用戶高頻次、實時性、碎片化打印需求，緩解供求矛盾。

2 系統的物聯網關鍵技術支撐

本文提出的基于微信平臺的自助打印機系統，依賴于物聯網關鍵技術支撐。物聯網云應用平臺是實現物聯網價值的核心環節[3]，它為自助打印機設備提供了安全可靠的連接通信能力，向下連接部署在投放點的打印機設備，支撐打印設備數據實時采集上云；向上提供云端API，指令數據通過API 調用下發至目標打印機終端，實現遠程控制，本文采用微信平臺來實現用戶操作界面，降低了用戶使用門檻，提高了平臺的用戶粘度。物聯網平臺的主要功能包括：設備接入、設備管理、安全能力、規則引擎、數據分析等。

物聯網云平臺在物聯網四個邏輯層（感知層、網絡層、平臺層、應用層）中處于平臺層這一環，平臺層的作用在于收集、處理數據等。主要的技術指標包括：

（1）數據傳輸的穩定性。打印機設備投放環境的網絡覆蓋狀況參差不齊，以本文作者所在高校為例，網絡條件較復雜，這就導致打印機設備連接存在較大的不穩定狀況，數據傳輸穩定性將決定數據傳輸的丟包、比特錯誤、噪聲等參數。因此，增加了WIFI 和4G 兩類無線網絡保證連接的可靠性。

（2）連接設備并發量。隨著物聯網云平臺的擴容，連接的設備也會越來越多，而高并發量的數據處理能力除了更多的云服務器之外，更重要的是技術團隊是否具有豐富的處理相似問題的經驗。

（3）SDK 開發工具。SDK 主要用來幫助開發者降低開發難度，使設備快速接入平臺。

（4）API接口。API是各類智能設備連接到云端的接口，其差異化能力體現在接口的數量、接口開放能力等方面，豐富的API 接口可使平臺整合更多功能，為用戶提供更豐富的基于場景下的解決方案。以高校為例，提供與教務系統的數據應用接口，可以滿足學生自助打印畢業成績單的需求。

3 自助打印機系統設計

本文設計的自助打印機系統，以物聯網技術和云計算技術為基礎，用戶交互層基于微信平臺開發，符合用戶使用習慣，具有用戶使用門檻低、使用方便快捷、用戶推廣快等優點。

本系統包括硬件和軟件設計兩大部分，其中硬件包括一臺標準的打印機、物聯網網關、4G+WIFI 通信模塊等；軟件設計部分則是基于微信平臺開發的小程序，包括微信小程序前端設計和云打印服務后臺設計。前端是用戶交互界面，包括一鍵登錄、文檔打印、計費、支付、常見問題、投訴與反饋等功能；云打印服務后臺包括終端配置、打印機設置、預警、統計與分析、用戶問題處理、用戶推廣、系統維護等功能。系統總體功能實現圖見圖1 所示。

圖1 自助打印系統總體功能實現圖

由圖1 可知，本系統由以下四個部分組成：

（1）移動控制終端。目前普及的智能手機是最理想的個人移動控制終端，只要用戶安裝微信客戶端軟件APP就可以使用本系統。由于當前微信已覆蓋全體手機用戶，因此用戶無須再安裝其他APP。在使用過程中，用戶打開微信掃描打印機機上的二維碼，即可打開自助打印機小程序，根據小程序用戶界面可以操作具體打印業務功能。

（2）微信服務器。本系統基于微信平臺開發，因此系統的核心服務器就是騰訊的微信服務器。基本工作過程是：用戶使用微信小程序時發送的信息，首先會被提交到微信服務器上打包，然后通過HTTP POST 的方式將該數據包轉發給第三方開發者服務器；微信服務器接收到第三方開發者服務器響應的信息后，進行解包處理，然后再轉發給微信客戶端。

（3）云端服務器。該服務器運行著部署在第三方開發者服務器上的軟件和數據集合，其主要作用是分析由微信服務器轉發的請求/響應信息，并根據定制的微信小程序業務邏輯實現交互響應、數據讀寫等操作，將需要響應的文本、多媒體信息以XML 格式打包轉發到微信服務器上。云端服務器需要根據微信小程序的業務需求，負責生成唯一的打印訂單數據Unicode 碼，當系統收到打印請求任務時，分析是否完成支付，完成了支付的打印請求任務即生成訂單，并由云端服務器將打印內容數據下發給目標打印終端設備，打印機終端設備的物聯網網關對打印業務HTTP請求進行分析，并實時將打印訂單執行情況以及打印終端設備運行狀態發送回云端服務器。

（4）打印終端設備。打印終端是本系統直接面向用戶的輸出設備，打印終端通過物聯網網關上的4G 或WIFI模塊實現與用戶、云端服務器的三方連接。當用戶掃描目標打印終端機上的打印二維碼并上傳打印內容、選擇打印模式、完成支付后，打印終端設備將接收到來自云端服務器下發的打印指令信息，打印終端分析打印任務信息，根據用戶配置的打印要求完成相應操作，并實時將打印任務、打印終端設備等的狀態信息上傳給云端服務器。

4 結語

針對日常應用場景中對打印需求特點的分析，基于微信平臺設計了一種可滿足用戶碎片化、實時性、頻度高的打印需求的自動打印機系統，較好地解決了打印供需的矛盾，經投放部分高校應用以來，效果顯著，說明該系統具有較高的市場推廣價值。