一種改進(jìn)的校園自助打印復(fù)印系統(tǒng)研究

陳光鋒，唐步明，羅天龍，徐 強(qiáng)

（浙江科技學(xué)院a.校園網(wǎng)管理中心；b.科技處；c.圖書館，杭州310023）

隨著校園一卡通系統(tǒng)應(yīng)用的普及，各種基于“一卡通”的應(yīng)用也在悄然衍生，特別是一些自助式的服務(wù)項目，如自助上機(jī)、自助借還書、自助水電購取、自助繳費等，不但提高了管理效率，而且“以人為本”的自我服務(wù)模式受到用戶青睞。正是在這種“一卡通”環(huán)境下，傳統(tǒng)的“復(fù)印室”式的集中打印復(fù)印服務(wù)模式變得不夠便捷，服務(wù)效能低，已不能滿足用戶需求，于是一種自助式打印復(fù)印服務(wù)的理念被提了出來，并對自助打印復(fù)印系統(tǒng)的建立與優(yōu)化進(jìn)行了研究和實踐。

1 系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀

基于校園一卡通的自助打印復(fù)印服務(wù)是近幾年發(fā)展起來的一種新型的服務(wù)模式，目前國內(nèi)約有130多家高校開展了這項服務(wù)，其系統(tǒng)的解決方案以聯(lián)創(chuàng)自助打印復(fù)印系統(tǒng)［1］為主，主要硬件是采用數(shù)字式打印復(fù)印一體機(jī)和外置式控制端（PC）。在發(fā)達(dá)國家，這項服務(wù)被廣泛開展，其解決方案與國內(nèi)基本類似，主要區(qū)別是支付類型不同，例如在美國校園里，銀行卡使用比較多，系統(tǒng)構(gòu)建時刷卡機(jī)均采用具有銀聯(lián)POS機(jī)功能的專用裝置［4］，適用于銀行卡支付；而在國內(nèi)，校園一卡通應(yīng)用比較普遍，因此多與校園一卡通系統(tǒng)進(jìn)行對接應(yīng)用。

在實際應(yīng)用中，上述外置式控制端的解決方案已較為成熟，基本能夠提供穩(wěn)定可靠的服務(wù)。存在的主要問題：一是每個節(jié)點需要用一臺PC機(jī)作為控制機(jī)，構(gòu)建成本相對較高；二是由于PC機(jī)本身的不穩(wěn)定性，使得系統(tǒng)存在發(fā)生故障的薄弱環(huán)節(jié)。近幾年來，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)字式復(fù)印機(jī)的功能變得多樣化，不僅集復(fù)印、打印、掃描于一身，而且擁有強(qiáng)大的內(nèi)部控制器和寬大的液晶操控臺。這使得引入內(nèi)嵌式控制端技術(shù)成為可能。因此，本研究通過分析現(xiàn)有系統(tǒng)的構(gòu)建和實現(xiàn)技術(shù)，提出一種改進(jìn)的內(nèi)嵌式控制端方案，并對自助打印流程和與一卡通系統(tǒng)對接的實現(xiàn)方法進(jìn)行優(yōu)化，旨在改善系統(tǒng)的易用性、穩(wěn)定性和可靠性。

2 系統(tǒng)的構(gòu)建與優(yōu)化

自助打印復(fù)印系統(tǒng)實現(xiàn)用戶自行完成打印或復(fù)印任務(wù)時，能自動扣款、無需管理員干預(yù)、完全自助式的服務(wù)功能，其技術(shù)實現(xiàn)的關(guān)鍵是對打印復(fù)印業(yè)務(wù)流程的有效控制和自動化管理。系統(tǒng)通常由刷卡機(jī)具、控制機(jī)、數(shù)字式打印復(fù)印一體機(jī)（下稱復(fù)印機(jī)）、以太網(wǎng)、數(shù)據(jù)服務(wù)器及管理軟件等組成，其中刷卡機(jī)具、控制機(jī)、復(fù)印機(jī)構(gòu)成一個節(jié)點，整個系統(tǒng)可由多個分布式的節(jié)點組成。外置式控制端如圖1中的節(jié)點A，這是目前主流應(yīng)用技術(shù)的節(jié)點構(gòu)成模式；優(yōu)化后的節(jié)點B是內(nèi)嵌式控制端，省去了控制機(jī)。在實際應(yīng)用中，各節(jié)點是面向用戶的，其穩(wěn)定性、可靠性和易用性是開展這項服務(wù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

圖1 自助打印復(fù)印系統(tǒng)構(gòu)成Fig.1 Structure of self-service print and copy system

3 技術(shù)實現(xiàn)與改進(jìn)

3.1 自助復(fù)印

自助復(fù)印的實現(xiàn)關(guān)鍵在于硬件控制，即對復(fù)印機(jī)的操作進(jìn)行交互控制。復(fù)印機(jī)一般預(yù)留了外部交互控制接口，外接一個信號控制轉(zhuǎn)換器，并通過RS-232串口與裝有控制軟件的PC機(jī)相連可實現(xiàn)通信控制，如圖2所示。

控制軟件設(shè)計時，在復(fù)印機(jī)和控制機(jī)之間傳輸一段16字節(jié)的16進(jìn)制數(shù)據(jù)。1字節(jié)為控制信號，用于起停復(fù)印機(jī)操作；2字節(jié)為計數(shù)信號，對復(fù)印機(jī)進(jìn)行計數(shù)統(tǒng)計；3字節(jié)為紙型信號，獲知復(fù)印的紙型信息；8字節(jié)為色彩信號，獲取復(fù)印的色彩信息。

實現(xiàn)的功能：在默認(rèn)情況下，控制端使復(fù)印機(jī)操作面板處于鎖定狀態(tài)；用戶使用時，當(dāng)系統(tǒng)確認(rèn)用戶合法性及有效余額后，自動開啟復(fù)印機(jī)操作面板，此時用戶可以設(shè)定相關(guān)復(fù)印參數(shù)，如紙張大小、縮放比率、色彩等。每完成一頁復(fù)印，控制器就傳送相關(guān)參數(shù)信息給控制端，控制端軟件根據(jù)相關(guān)參數(shù)實時進(jìn)行相應(yīng)扣款操作；一旦余額不足，立即鎖定復(fù)印機(jī)操作面板。

圖2 自助復(fù)印接口通信控制原理Fig.2 Control principle of interface communication of self-service duplicator

從上述外置式控制端的技術(shù)實現(xiàn)方式容易看出，控制機(jī)主要用于控制端軟件的安裝并對復(fù)印機(jī)進(jìn)行控制。筆者通過對幾款主流復(fù)印機(jī)內(nèi)部控制器的進(jìn)一步研究，發(fā)現(xiàn)其實際是一個嵌入式的微型電腦（JavaTM 2 Platform），近幾年出廠的機(jī)器內(nèi)置的硬盤空間有20 GB至80GB不等，它支持JavaTM程序的安裝。于是嘗試將控制端移植至內(nèi)部控制器中，即利用Java 2 SDK開發(fā)工具重新編寫控制端程序，通過系統(tǒng)預(yù)留的擴(kuò)展程序功能接口，安裝到內(nèi)部控制器中。程序安裝后，把系統(tǒng)的啟動優(yōu)先順序改為JavaTM／X，禁用原來的標(biāo)準(zhǔn)控制程序。經(jīng)過改造后，外部控制機(jī)和信號轉(zhuǎn)換器都可以省去，輸入輸出信息直接顯示在機(jī)器的液晶操控臺，如圖3所示。

圖3 改造優(yōu)化前后用戶操作界面Fig.3 Contrast of operating interface for users before and after optimization

從圖3中可以看出，改造優(yōu)化后的復(fù)印界面比標(biāo)準(zhǔn)控制程序的界面簡潔、直觀，便于用戶操作。程序控制流程如圖4所示。

3.2 自助打印

自助打印的任務(wù)是由用戶在任何一臺聯(lián)網(wǎng)并裝有專用虛擬打印驅(qū)動程序的計算機(jī)上提交，由虛擬打印驅(qū)動程序封裝成打印任務(wù)文件，并上傳到數(shù)據(jù)服務(wù)器。用戶打印時，可在任何一個節(jié)點刷卡。當(dāng)系統(tǒng)確認(rèn)用戶合法性及有效余額后，控制端自動從數(shù)據(jù)服務(wù)器獲取打印任務(wù)，并通過打印驅(qū)動程序提交給打印機(jī)完成打印?？刂贫塑浖?fù)責(zé)身份識別、任務(wù)傳輸與扣款操作。

圖4 程序控制流程Fig.4 Program control flow

從自助打印的流程可知，打印是按任務(wù)計費的，也就是說，不管一個打印任務(wù)包含幾頁，在打印任務(wù)傳輸給打印機(jī)后，立即進(jìn)行了相應(yīng)扣款。缺點是如果打印過程中出現(xiàn)故障，如缺紙、缺墨等情況，那么須等待管理員修復(fù)故障后方可繼續(xù)完成打印。針對這一問題，筆者經(jīng)過對打印業(yè)務(wù)特征的仔細(xì)分析后，提出設(shè)想：由控制端將從服務(wù)器獲取后的打印任務(wù)進(jìn)行分解，即每一頁生成一個任務(wù)，再傳遞給打印機(jī)。這樣可以做到按每一頁扣款，當(dāng)發(fā)生打印故障時，將當(dāng)前頁數(shù)做Tag標(biāo)記，反饋到服務(wù)器，以便用戶到其他打印點“斷點續(xù)打”。這一設(shè)想付諸實踐中，經(jīng)試驗獲得成功。處理流程如圖5所示。

4 與校園一卡通系統(tǒng)對接

自助打印復(fù)印系統(tǒng)與校園一卡通系統(tǒng)的對接，目的是實現(xiàn)用戶身份和財務(wù)信息的共知共享。校園一卡通系統(tǒng)與其他第三方系統(tǒng)之間的信息和數(shù)據(jù)交互，通過加密的XML文件進(jìn)行傳遞。接口的實現(xiàn)方式有應(yīng)用程序接口和Web Service接口兩種。自助打印復(fù)印系統(tǒng)是作為一個相對完整的第三方應(yīng)用系統(tǒng)，通過網(wǎng)絡(luò)接入到一卡通系統(tǒng)中來，通常與一卡通系統(tǒng)的第三方代理服務(wù)器進(jìn)行對接，雙方共同遵循同一個數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，以實現(xiàn)雙向的數(shù)據(jù)交換與控制。如圖6所示。

自助打印復(fù)印系統(tǒng)通過該接口，當(dāng)用戶刷卡時，控制端程序通過讀卡器獲取用戶ID，從一卡通系統(tǒng)中獲取用戶身份及余額信息，同時用戶的每次消費流水通過以太網(wǎng)經(jīng)由該接口上傳到一卡通系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中。

這種通常的實現(xiàn)方法，在使用中如遇一卡通系統(tǒng)聯(lián)機(jī)中斷，會造成用戶身份無法識別，不能正常開展自助打印復(fù)印服務(wù)。經(jīng)過對一卡通卡片的分析，筆者發(fā)現(xiàn)卡片本身支持“脫機(jī)交易”，只要接口程序稍作改造，就可以實現(xiàn)短時間內(nèi)“脫離一卡通系統(tǒng)”運行。即在與一卡通系統(tǒng)正常聯(lián)機(jī)的情況下，將最新的白名單保留一份在自助打印復(fù)印服務(wù)器上，用于脫機(jī)時識別用戶身份。脫機(jī)時余額從用戶卡片上獲取，消費后扣除用戶卡片上“電子錢包”扇區(qū)中的金額，而流水暫時保留在服務(wù)器上。一旦與一卡通系統(tǒng)恢復(fù)聯(lián)機(jī)，立即自動同步流水。

圖6 典型的第三方系統(tǒng)接入方案Fig.6 Typical third-party system inserting scheme

5 優(yōu)化前后的系統(tǒng)實驗對比

筆者將優(yōu)化前后的節(jié)點在實際環(huán)境中進(jìn)行應(yīng)用，試用2個月后，采集了一組實驗對比數(shù)據(jù)（表1）。由表1的對比數(shù)據(jù)可知，在服務(wù)人次和打印復(fù)印量相近的情況下，優(yōu)化后的內(nèi)嵌式控制端程序處理數(shù)據(jù)是可靠的，而且故障沒有發(fā)生；外置式控制端偶有故障發(fā)生，主要是由PC機(jī)的操作系統(tǒng)、電源及與復(fù)印機(jī)的連接等問題引起的。機(jī)器自身故障主要是卡紙等故障，是由復(fù)印機(jī)固有特性決定的，很難完全克服，可以通過避免紙張受潮、易損件及時保養(yǎng)等措施盡量減少故障的發(fā)生。

采用內(nèi)嵌式控制端的系統(tǒng)，在用戶使用體驗和電源管理方面有較大改善（表2）。

經(jīng)過改良的自助打印復(fù)印系統(tǒng)，易用性、穩(wěn)定性和可靠性比現(xiàn)有的系統(tǒng)更好，而且降低了系統(tǒng)構(gòu)建成本，達(dá)到了預(yù)期優(yōu)化目的。但是筆者從優(yōu)化過程中發(fā)現(xiàn)，內(nèi)嵌式實現(xiàn)的難度較外置式大，不如外置式控制端靈活（能夠適用于不同品牌多種型號的機(jī)器），改造復(fù)印機(jī)內(nèi)置控制器一般需要得到原廠的許可和技術(shù)支持；一卡通系統(tǒng)配套刷卡機(jī)具的驅(qū)動一般不提供JavaTM平臺，需要得到原廠的技術(shù)支持。

表1 系統(tǒng)實驗數(shù)據(jù)對比表Table 1 Contrast of experimental data of system

表2 外置式和內(nèi)嵌式使用比較Table 2 Use contrast of external control-point and embedded control-point

6 結(jié) 語

基于校園一卡通的自助打印復(fù)印系統(tǒng)改變了傳統(tǒng)業(yè)務(wù)的管理和服務(wù)模式，適合在圖書館、檔案館等公共場合進(jìn)行分布式部署，用戶可以就近選擇自我服務(wù)，方便快捷。內(nèi)嵌式的解決方案更能適用于行政辦公場合部署，在中國高校中，行政辦公人員擁有的打印復(fù)印設(shè)備多，管理松散，閑置和浪費的現(xiàn)象普遍存在。隨著數(shù)字化校園建設(shè)的不斷深入，充分利用信息化技術(shù)，對IT設(shè)備進(jìn)行有效地組織、信息化管理和網(wǎng)絡(luò)共享，可以降低總體擁有成本，提高信息化管理水平，是未來發(fā)展的必然趨勢。

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