一種面向辦公環(huán)境的云打印服務(wù)系統(tǒng)實(shí)例

1、葛雨明 等:一種面向辦公環(huán)境的云打印服務(wù)系統(tǒng)實(shí)例一種面向辦公環(huán)境的云打印服務(wù)系統(tǒng)實(shí)例a cloud printing system instance for office environment*ge yu-ming1,2+, zhu yu-qing1,2, li jun1, sun yi1, liang qing3, wang wei31(institute of computing technology, chinese academy of sciences, beijing 100190, china)2(graduate university of chinese academy o

2、f sciences, beijing 100049, china)3(ricoh software research center (beijing) co., ltd., beijing 100044, china)+ corresponding author: phn: +86-10-62600706, e-mail: geyumingabstract:modern office environment exist the heterogeneity between printers and user terminals, as well as the traditional print

3、ing process requires user terminals to install the printer drivers. these situations limit users printing experience. in this paper, we propose a cloud printing system to satisfy users printing requirements. by connecting printers with the cloud printing system, without any reconfiguration, users wi

4、ll be able to print from any computer or smart phone, regardless of what you want, when you need or where you are. in addition, based on the topsis multiple attributes decision making method, we introduce a printer automatic selection algorithm to the cloud printing system. this algorithm automatic

5、selects a reasonable printer for users, according to their requirements and the working state of different printers. finally, we set up the cloud printing system in our laboratory to verify its working performance. key words:heterogeneous networks; cloud printing; multiple attributes decision making

6、摘 要:針對(duì)現(xiàn)代辦公環(huán)境打印設(shè)備和用戶終端之間存在的異構(gòu)性,以及傳統(tǒng)打印方案需要用戶安裝打印驅(qū)動(dòng)的不足,本文提出了一種面向辦公環(huán)境的、支持異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)接口互通的云打印服務(wù)系統(tǒng).該系統(tǒng)支持打印設(shè)備和用戶終端分別通過(guò)有線、無(wú)線和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)藍(lán)牙通信等方式與云打印服務(wù)進(jìn)行連接,解決了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)接口之間的互通；此外，該云打印服務(wù)系統(tǒng)能夠在不對(duì)用戶終端作任何修改的情況下,滿足用戶隨時(shí)隨地的打印需求.本文還引入topsis多屬性決策方法,為云打印服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種打印設(shè)備自動(dòng)選擇算法.該算法能夠根據(jù)用戶設(shè)定的打印屬性特征、打印設(shè)備工作情況和用戶偏好等參數(shù),自動(dòng)為用戶分配一臺(tái)合理的打印設(shè)備,減輕用戶自行選擇打印設(shè)備

7、的負(fù)擔(dān),也實(shí)現(xiàn)了打印設(shè)備和打印任務(wù)的統(tǒng)一調(diào)度和管理.本文最后通過(guò)對(duì)云打印服務(wù)系統(tǒng)的實(shí)際部署,驗(yàn)證了其打印執(zhí)行、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互通和打印設(shè)備選擇等方面的工作有效性.關(guān)鍵詞:異構(gòu)網(wǎng)絡(luò);云打印服務(wù);多屬性決策中圖法分類號(hào):tp393文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: a隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展,現(xiàn)代辦公室環(huán)境中存在著不同種類、不同網(wǎng)絡(luò)接口的打印設(shè)備和用戶終端,異構(gòu)性突顯.這在一定程度上限制了用戶的打印執(zhí)行,也降低了打印設(shè)備的服務(wù)能力.例如:用戶a的手機(jī)終端僅支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)藍(lán)牙通信,而辦公環(huán)境中并沒(méi)有符合要求的藍(lán)牙打印設(shè)備,那么用戶a只能將文件拷貝到其他計(jì)算機(jī)上才能夠完成打印.此外,傳統(tǒng)打印方案需要用戶終端與打印設(shè)備進(jìn)行

8、互聯(lián),并安裝相應(yīng)的打印驅(qū)動(dòng),才能夠執(zhí)行打印,為用戶使用帶來(lái)極大不便.例如:訪客b進(jìn)入到一個(gè)陌生的辦公環(huán)境,需要打印一份文件,由于其沒(méi)有安裝所處環(huán)境當(dāng)中任何一臺(tái)打印設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序,用戶無(wú)法完成打印.云打印服務(wù)的提出為上述問(wèn)題的解決提供了有效途徑.在辦公環(huán)境中構(gòu)建一個(gè)云打印服務(wù)系統(tǒng),將可用打印設(shè)備連接到云端,用戶便可以使用任何終端設(shè)備,在不安裝打印驅(qū)動(dòng)的情況下,隨時(shí)隨地將照片、文本和網(wǎng)頁(yè)等文檔發(fā)送到云端進(jìn)行打印.因此,本文提出了一種面向辦公環(huán)境的、支持異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)接口互通的云打印服務(wù)系統(tǒng).該系統(tǒng)支持用戶終端和打印設(shè)備分別以有線、無(wú)線和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)藍(lán)牙通信等方式與云打印服務(wù)進(jìn)行連接,解決了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)接口之間的互

9、通.同時(shí),系統(tǒng)在不對(duì)用戶終端作任何修改的情況下,能夠滿足用戶隨時(shí)隨地的打印需求.此外,本文還設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種打印設(shè)備自動(dòng)選擇算法,根據(jù)用戶設(shè)定的打印屬性特征和打印設(shè)備工作情況,為用戶自動(dòng)分配一臺(tái)合理的打印設(shè)備,減輕用戶指定的負(fù)擔(dān),也能夠?qū)υ拼蛴》?wù)系統(tǒng)中的打印設(shè)備和打印任務(wù)進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)度和管理.1 云服務(wù)概述ibm公司于2007年宣布云計(jì)算計(jì)劃1,并在ibm技術(shù)白皮書“cloud computing”中給出了云計(jì)算的定義2:云計(jì)算用來(lái)同時(shí)描述一個(gè)平臺(tái)和一種應(yīng)用.云計(jì)算平臺(tái)按需進(jìn)行動(dòng)態(tài)地部署、配置、重新配置以及取消服務(wù)等.云計(jì)算平臺(tái)中的服務(wù)器可以是物理服務(wù)器或者虛擬服務(wù)器.云計(jì)算在描述應(yīng)用方面,制

10、定了一種可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行訪問(wèn)的可拓展應(yīng)用程序,通過(guò)使用大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心以及功能強(qiáng)大的服務(wù)器來(lái)運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序與網(wǎng)絡(luò)服務(wù).任何一個(gè)用戶可以通過(guò)合適的互聯(lián)網(wǎng)接入設(shè)備以及標(biāo)準(zhǔn)瀏覽器訪問(wèn)云計(jì)算應(yīng)用.上述定義描述了云計(jì)算的兩個(gè)重要方面:云計(jì)算平臺(tái)和云計(jì)算應(yīng)用.對(duì)于云計(jì)算平臺(tái)的研究,目前普遍關(guān)注的是:google3云計(jì)算平臺(tái)以及云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序、ibm公司的藍(lán)云平臺(tái)4和amazon公司的彈性計(jì)算云5.云計(jì)算的重點(diǎn)不僅是基礎(chǔ)平臺(tái)設(shè)施的搭建,在基礎(chǔ)架構(gòu)支持下,云計(jì)算重在為用戶提供云服務(wù).云服務(wù)即是一種以“服務(wù)”形式呈現(xiàn)的云,通過(guò)使服務(wù)分布在大量的分布式系統(tǒng)上,實(shí)現(xiàn)資源按需分配,從而滿足用戶的個(gè)性化需求.云

11、服務(wù)的基本形式分為三種:基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)、平臺(tái)即服務(wù)和軟件即服務(wù).最底層的基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)(infrastructure as a service, iaas)包括硬件和服務(wù)器等物理資源.平臺(tái)即服務(wù)(platform as a service, paas)包括服務(wù)器虛擬化管理平臺(tái)等虛擬化管理軟件.最高層的軟件即服務(wù)(software as a service, saas)主要針對(duì)在線服務(wù).saas是目前最普遍的云服務(wù),圖1展示了saas云服務(wù)中云提供商、saas提供商和用戶之間的關(guān)系6.圖中saas用戶也可以是saas提供商,云提供商同時(shí)也可以在其云基礎(chǔ)設(shè)施上提供面向用戶的服務(wù).fig. 1 soft

12、ware as a service圖1 軟件即服務(wù)類型云服務(wù)云打印服務(wù)作為云服務(wù)的一種典型應(yīng)用,隨著手持終端的普及而成為未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì).通過(guò)云打印服務(wù),用戶可以使用不同類型的終端隨意使用云內(nèi)的打印設(shè)備,滿足用戶隨時(shí)隨地的打印需求.目前提出的云打印服務(wù)包括google云打印服務(wù)、惠普云打印和cortado云打印解決方案,章節(jié)2將對(duì)這三種云打印服務(wù)作詳細(xì)介紹.2 云打印服務(wù)相關(guān)工作2.1 google云打印服務(wù)google云打印服務(wù)(cloud print)7簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是chrome操作系統(tǒng)和所有web 應(yīng)用的打印工作在未來(lái)都將交給云來(lái)管理,處理后再交回用戶所選打印設(shè)備來(lái)完成打印工作,并將狀態(tài)返回

13、給打印工作所屬的應(yīng)用程序.如圖2所示,將打印設(shè)備與google 云打印相連后,不論用戶身處何地,都可以通過(guò)任意一臺(tái)計(jì)算機(jī)或智能手機(jī)將打印任務(wù)發(fā)送到用戶指定的打印設(shè)備進(jìn)行打印.用戶只需要在google chrome 瀏覽器中激活“google 云打印連接器”,即可啟用google 云打印的網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)應(yīng)用程序執(zhí)行打印.支持google云打印的打印設(shè)備可以與google云打印進(jìn)行直連,其余的傳統(tǒng)打印設(shè)備需要通過(guò)智能網(wǎng)關(guān)或者計(jì)算機(jī)等代理設(shè)備與google云打印進(jìn)行連接.fig. 2 google cloud print圖2google云打印服務(wù)區(qū)別于已有的網(wǎng)絡(luò)打印解決方案,google云打印減少了用戶

14、安裝打印驅(qū)動(dòng)的負(fù)擔(dān),能夠一定程度上滿足用戶隨時(shí)隨地的打印需求.然而,google云打印服務(wù)也存在著以下的不足:1)用戶無(wú)論是使用計(jì)算機(jī)上的chrome瀏覽器還是智能終端的應(yīng)用程序,都需要連接到局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)才能夠使用google云打印服務(wù)內(nèi)的打印設(shè)備,不能夠滿足點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信模式(例如:藍(lán)牙通信)用戶終端的打印需求;2)google云打印服務(wù)雖然減少了用戶安裝打印驅(qū)動(dòng)的負(fù)擔(dān),但是仍然需要對(duì)用戶終端作出修改.用戶只有安裝了google的chrome瀏覽器,并且注冊(cè)了google賬號(hào)才能夠使用google云打印服務(wù);3)google云打印要求用戶自行選擇打印設(shè)備,這就需要用戶熟悉所連接的各個(gè)打印設(shè)備

15、的屬性特征,增加了用戶的使用負(fù)擔(dān).2.2 惠普云打印惠普作為打印設(shè)備提供商也積極投入到云打印服務(wù)的研發(fā)和市場(chǎng)推廣當(dāng)中,在提出惠普云打印、惠普打印應(yīng)用程序的同時(shí),與google、蘋果等公司展開(kāi)更深層次的合作,共同發(fā)展云打印服務(wù).惠普云打印(hp eprint)8是惠普提供的一項(xiàng)服務(wù),允許用戶通過(guò)向打印設(shè)備的電子郵件地址發(fā)送電子郵件來(lái)直接打印,每一個(gè)電子郵件地址對(duì)應(yīng)一臺(tái)打印設(shè)備.惠普云打印使得用戶可以從任何智能手機(jī)或計(jì)算機(jī)隨時(shí)隨地進(jìn)行虛擬打印,無(wú)需安裝任何驅(qū)動(dòng)程序或軟件.云打印啟動(dòng)時(shí)用戶的打印設(shè)備被分配一個(gè)電子郵件地址;云打印執(zhí)行,用戶只需向打印設(shè)備的郵件地址發(fā)送一封包含文檔的電子郵件.此外,用戶

16、可以通過(guò)hp eprint center 上的打印設(shè)備“作業(yè)歷史記錄”,查看和管理發(fā)送到打印設(shè)備的任務(wù).惠普云打印方便易用,只要用戶會(huì)使用電子郵件,向能夠支持云打印的設(shè)備發(fā)送電子郵件,就可以方便使用惠普云打印.圖3即為惠普的云打印解決方案.用戶一方面可以使用終端設(shè)備通過(guò)電子郵件將文檔發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)的打印設(shè)備實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地的打印;另一方面可以使用惠普打印設(shè)備控制面板中的打印應(yīng)用程序,即時(shí)訪問(wèn)可打印的web內(nèi)容.此外,用戶可以登錄到hp eprint center,查看打印設(shè)備狀態(tài)、添加和刪除打印應(yīng)用程序以及管理云打印設(shè)置和作業(yè)歷史記錄.fig. 3 hp eprint圖3 惠普云打印惠普云打印使得

17、用戶可以通過(guò)任何智能終端或計(jì)算機(jī),隨時(shí)隨地的實(shí)現(xiàn)虛擬打印,無(wú)需用戶安裝任何驅(qū)動(dòng)程序和軟件,使用方便快捷.然而,惠普云打印也存在著下述不足:1)為了發(fā)送電子郵件,用戶終端必須能夠連接到互聯(lián)網(wǎng),對(duì)于僅支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信(例如:藍(lán)牙通信)的用戶終端,則無(wú)法使用惠普云打印;此外,為了接收電子郵件,惠普云打印內(nèi)的打印設(shè)備也都必須通過(guò)有線或者無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接到互聯(lián)網(wǎng),用戶無(wú)法通過(guò)惠普云打印訪問(wèn)沒(méi)有上網(wǎng)或者僅支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的打印設(shè)備;2)惠普云打印不要求用戶安裝任何打印驅(qū)動(dòng)和軟件,但是仍然需要用戶牢記每一臺(tái)可連接打印設(shè)備的電子郵件地址;3)惠普云打印要求用戶自行選擇打印設(shè)備,這就需要用戶熟悉所有可連接打印設(shè)備的屬性

18、特征,每次執(zhí)行打印任務(wù)時(shí)都需要進(jìn)行一次獨(dú)立的決策選擇,增加了用戶使用的負(fù)擔(dān).2.3 cortado云打印解決方案cortado云打印解決方案9,如圖4所示,是cortado為智能終端用戶開(kāi)發(fā)的一款打印應(yīng)用程序,該應(yīng)用程序使得計(jì)算機(jī)的打印功能逐步應(yīng)用程序化.用戶通過(guò)安裝cortado打印應(yīng)用程序,來(lái)使用可連接的任意一臺(tái)打印設(shè)備,從而滿足用戶隨時(shí)隨地的打印需求.相比于傳統(tǒng)打印方案,cortado云打印解決方案具備以下特征:1)可以支持多種智能終端和平臺(tái)系統(tǒng),例如:ios、android、symbian等,并且正逐步考慮對(duì)java等其他操作平臺(tái)的支持;2)涵蓋超過(guò)6000種打印驅(qū)動(dòng),幾乎能夠使用可連

19、接的每一臺(tái)打印設(shè)備;3)支持通過(guò)wifi通信,使用同一個(gè)無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)內(nèi)或者互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)可連接的打印設(shè)備,也支持通過(guò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信(例如:藍(lán)牙通信),使用短距離范圍內(nèi)可連接的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信模式打印設(shè)備;4)此外,cortado云打印解決方案支持在企業(yè)內(nèi)部構(gòu)建“私有云”,對(duì)企業(yè)內(nèi)部的打印設(shè)備進(jìn)行保護(hù),只允許授權(quán)用戶訪問(wèn)“私有云”內(nèi)的打印設(shè)備.fig. 4 cortado cloud printing solution圖4 cortado云打印解決方案然而,cortado云打印解決方案需要對(duì)用戶終端進(jìn)行修改,用戶安裝了cortado云打印應(yīng)用程序,才能夠?qū)崿F(xiàn)云打印.此外,該方案要求用戶自行指定打印設(shè)備,需要用戶

20、熟悉可連接打印設(shè)備的屬性特征,增加了用戶的使用負(fù)擔(dān).2.4 相關(guān)工作小結(jié)云打印服務(wù)作為云服務(wù)的應(yīng)用實(shí)例,已成為打印操作未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì).無(wú)論是互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)google、打印設(shè)備提供商惠普、還是解決方案供應(yīng)商cortado都積極地投入到該領(lǐng)域的研發(fā)和推廣當(dāng)中,紛紛提出自己的云打印服務(wù),相互之間也不乏合作和交流.惠普在eprint基礎(chǔ)上針對(duì)iphone、ipad和itouch等智能終端,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了云打印應(yīng)用程序(airprint).方便用戶從智能終端直接輕松進(jìn)行打印,而無(wú)需用戶安裝打印驅(qū)動(dòng)程序,也不需要用戶為智能終端連接線纜.此外,惠普也表示eprint產(chǎn)品將支持google云打印服務(wù).未來(lái)googl

21、e云打印不需要打印設(shè)備必須通過(guò)代理與google云打印相聯(lián),也不需要google云打印連接傳輸線到打印設(shè)備或者安裝驅(qū)動(dòng)程序.用戶在自己的google賬號(hào)中新增一組eprint產(chǎn)品專用電子信箱(),就能透過(guò)云端將文件打印出來(lái).現(xiàn)有的云打印服務(wù)解決方案,無(wú)論是通過(guò)為智能終端添加新的打印應(yīng)用程序,還是通過(guò)網(wǎng)頁(yè)或電子郵件方式將打印文件發(fā)送到云端進(jìn)行作業(yè),都在一定程度上對(duì)傳統(tǒng)打印方案進(jìn)行了改善,減少了用戶安裝打印驅(qū)動(dòng)的負(fù)擔(dān),方便了用戶隨時(shí)隨地進(jìn)行打印.然而,上述三種云打印服務(wù)也存在著以下的共同不足:首先,上述三種云打印服務(wù)均不要求用戶安裝打印驅(qū)動(dòng)程序,但是仍然需要用戶對(duì)終端進(jìn)行修改.用戶需要安裝新的打印

22、應(yīng)用程序,或者安裝支持云打印服務(wù)的google chrome瀏覽器,即便是惠普的云打印支持普通瀏覽器操作,也需要用戶牢記每一臺(tái)可連接打印設(shè)備的電子郵件地址,這些都為用戶使用帶來(lái)了不便;其次,除了cortoda的云打印解決方案支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信模式(例如:藍(lán)牙通信),google云打印服務(wù)和惠普云打印都明確要求用戶終端和打印設(shè)備能夠通過(guò)有線或者無(wú)線方式連接到互聯(lián)網(wǎng),限制了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信模式打印設(shè)備的使用,也不能滿足點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信用戶終端的打印需求;最后,上述三種云打印服務(wù)均要求用戶自行選擇打印設(shè)備,不能夠?yàn)橛脩糇詣?dòng)分配打印設(shè)備,這就需要用戶熟悉所有可連接打印設(shè)備的屬性特征,在每次執(zhí)行打印任務(wù)時(shí)都進(jìn)行一次獨(dú)立

23、的決策選擇,增加了用戶使用的負(fù)擔(dān).3 云打印服務(wù)系統(tǒng)針對(duì)現(xiàn)有云打印服務(wù)所存在的共同問(wèn)題,本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種面向辦公環(huán)境的、支持異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)接口互通的云打印服務(wù)系統(tǒng).目的在現(xiàn)代辦公環(huán)境當(dāng)中,在不對(duì)用戶終端作任何修改的情況下,解決打印設(shè)備與用戶終端之間存在的異構(gòu)性,為用戶提供隨時(shí)隨地的打印服務(wù).本章節(jié)將就云打印服務(wù)系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)、組成模塊和工作流程作詳細(xì)的介紹.3.1 云打印服務(wù)系統(tǒng)架構(gòu)圖5即為本文提出的云打印服務(wù)系統(tǒng)的架構(gòu).對(duì)比于傳統(tǒng)打印方案,本文提出的云打印服務(wù)系統(tǒng)作為中間件,將辦公環(huán)境內(nèi)的打印設(shè)備和終端用戶打印任務(wù)劃分成兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的部分.從而實(shí)現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)接口間的互通,打印設(shè)備以及打印任務(wù)的統(tǒng)一

24、調(diào)度管理,也省去了用戶終端安裝打印驅(qū)動(dòng)和打印應(yīng)用程序的麻煩.將辦公環(huán)境中的各種打印設(shè)備通過(guò)有線、無(wú)線或者點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信模式連接到云打印服務(wù)系統(tǒng)之后,用戶便可以使用任何終端設(shè)備,隨時(shí)隨地的通過(guò)有線、無(wú)線或者點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信模式連接到云打印服務(wù)系統(tǒng),完成文件打印.本文提出的云打印服務(wù)系統(tǒng)具備以下特征:1)打印執(zhí)行簡(jiǎn)單方便、快捷.用戶終端不需要做任何修改,不需要安裝新的打印應(yīng)用程序,也不需要安裝任何打印驅(qū)動(dòng)程序;2)實(shí)現(xiàn)了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)接口之間的互通,提高了打印設(shè)備的使用效率.擁有不同網(wǎng)絡(luò)接口的打印設(shè)備均可連接到云打印服務(wù)系統(tǒng)為用戶提供服務(wù),擁有不同網(wǎng)絡(luò)接口的終端用戶均可以方便地接入到云打印服務(wù)系統(tǒng),使用其中的任意

25、一臺(tái)打印設(shè)備;3)實(shí)現(xiàn)了打印設(shè)備和打印任務(wù)的統(tǒng)一調(diào)度和管理.本文提出的云打印服務(wù)系統(tǒng)綜合考慮用戶的打印屬性特征、各打印設(shè)備工作情況和用戶偏好等參數(shù),自動(dòng)為用戶分配一臺(tái)合理的打印設(shè)備,不需要用戶了解各個(gè)打印設(shè)備的屬性特征,也保證了辦公環(huán)境中打印設(shè)備的安全性.fig. 5 cloud printing system architecture圖5 云打印服務(wù)系統(tǒng)架構(gòu)3.2 云打印服務(wù)系統(tǒng)組成模塊本文提出的云打印服務(wù)系統(tǒng)組成,如圖6所示,包括文件管理模塊、打印管理模塊、打印執(zhí)行模塊、打印回復(fù)模塊和通信管理模塊.fig. 6 cloud printing modules 圖6 云打印服務(wù)系統(tǒng)組成模塊l

26、文件管理模塊負(fù)責(zé)用戶終端打印文件的上傳和云端打印文件的管理.用戶選擇將要打印的目標(biāo)文件,通過(guò)文件管理模塊上傳到云打印服務(wù)系統(tǒng),并設(shè)定打印任務(wù)的屬性特征(例如:彩色/黑白打印,打印份數(shù)等).云打印服務(wù)系統(tǒng)對(duì)用戶文件進(jìn)行緩存,建立文件與打印屬性特征之間的映射關(guān)系,并將文件緩存訪問(wèn)地址提交給打印執(zhí)行模塊.l 打印管理模塊該模塊是云打印服務(wù)系統(tǒng)的核心,負(fù)責(zé)對(duì)打印設(shè)備和打印任務(wù)進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)度和管理.打印管理模塊根據(jù)用戶設(shè)定的打印屬性特征、各打印設(shè)備工作情況、用戶偏好等參數(shù),為用戶選擇一臺(tái)合理的打印設(shè)備,打印設(shè)備自動(dòng)選擇算法將在章節(jié)4中作詳細(xì)介紹.l 打印執(zhí)行模塊負(fù)責(zé)打印任務(wù)的執(zhí)行.打印執(zhí)行模塊從打印管理

27、模塊獲得所指定打印設(shè)備的名稱,從文件管理模塊獲得用戶打印文件的緩存訪問(wèn)地址,從而將打印任務(wù)發(fā)送到指定的打印設(shè)備進(jìn)行作業(yè).打印任務(wù)完成后,返回打印完成消息給打印管理模塊.l 打印回復(fù)模塊負(fù)責(zé)將打印成功信息返回給用戶.打印回復(fù)模塊從打印管理模塊得到打印完成消息,并根據(jù)所選打印設(shè)備的名稱,以圖片的形式指示用戶打印設(shè)備所在地理位置,方便用戶提取文件.l 通信管理模塊該模塊完成各個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口的連接建立以及數(shù)據(jù)收發(fā)的控制管理,支持的網(wǎng)絡(luò)接入類型包括:有線連接、無(wú)線連接(ap模式和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式)以及點(diǎn)對(duì)點(diǎn)藍(lán)牙通信.3.3 云打印服務(wù)系統(tǒng)工作流程云打印服務(wù)系統(tǒng)工作流程如圖7所示.用戶使用任何終端設(shè)備的普通瀏覽器登

28、錄到云打印服務(wù)系統(tǒng)訪問(wèn)主界面.接入訪問(wèn)后,用戶上傳打印文件到云打印服務(wù)系統(tǒng),生成用戶打印文件的緩存訪問(wèn)地址,如果上傳文件失敗,則返回用戶提醒信息.打印文件成功上傳后,用戶設(shè)定本次打印操作的屬性特征,包括:黑白/彩色打印,打印份數(shù)等信息,設(shè)定失敗返回用戶提醒信息.云打印服務(wù)系統(tǒng)在接收到用戶的打印請(qǐng)求后,將用戶上傳文件與打印屬性特征建立映射關(guān)系,并根據(jù)用戶設(shè)定的打印屬性特征、各打印設(shè)備工作情況、用戶偏好等參數(shù),為用戶選擇一臺(tái)合理的打印設(shè)備.打印執(zhí)行階段,云打印服務(wù)系統(tǒng)通過(guò)用戶上傳文件的緩存訪問(wèn)地址,將打印任務(wù)發(fā)送到指定的打印設(shè)備進(jìn)行作業(yè).打印完成后,云打印服務(wù)系統(tǒng)返回打印成功信息給用戶,以圖片形式

29、提示用戶打印設(shè)備所在地理位置,方便用戶提取文件.fig. 7 cloud printing working process圖7 云打印服務(wù)系統(tǒng)工作流程3.4 云打印服務(wù)之間的特性比較本文分別就用戶終端行為、文件上傳方式、網(wǎng)絡(luò)連接類型、打印設(shè)備選擇和云端管理這五方面特性,將云打印服務(wù)系統(tǒng)與相關(guān)工作中介紹的現(xiàn)有云打印服務(wù)解決方案進(jìn)行了詳細(xì)對(duì)比.結(jié)果如表格1所示,本文提出的云打印服務(wù)系統(tǒng)能夠在不對(duì)終端用戶作任何修改的情況下,更好地支持異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)接口之間的互通,更大程度上滿足用戶隨時(shí)隨地的打印需求;此外,本文提出的云打印服務(wù)系統(tǒng)能夠自動(dòng)為用戶分配一臺(tái)合理的打印設(shè)備,減輕用戶自行選擇的負(fù)擔(dān),也能夠?qū)B接到

30、云打印服務(wù)系統(tǒng)的打印設(shè)備和打印任務(wù)進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)度和管理.table 1 features comparison among cloud print solutions表1 云打印服務(wù)之間的特性比較云打印服務(wù)系統(tǒng)google 云打印服務(wù)惠普云打印cortado云打印解決方案用戶終端行為不需要進(jìn)行修改用戶終端需要安裝chrome瀏覽器不需要進(jìn)行修改用戶終端需要安裝打印應(yīng)用程序文件上傳方式普通瀏覽器chrome瀏覽器電子郵件打印應(yīng)用程序網(wǎng)絡(luò)連接類型支持有線、無(wú)線連接和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)藍(lán)牙通信用戶終端和打印設(shè)備必須通過(guò)有線或者無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入到互聯(lián)網(wǎng)用戶終端和打印設(shè)備必須通過(guò)有線或者無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入到互聯(lián)網(wǎng)支持無(wú)線連接

31、和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)藍(lán)牙通信打印設(shè)備選擇系統(tǒng)自動(dòng)選擇用戶自行選擇用戶自行選擇用戶自行選擇云端管理支持打印設(shè)備和打印任務(wù)的統(tǒng)一調(diào)度和管理不支持僅支持單一打印設(shè)備的打印任務(wù)管理不支持4 打印設(shè)備自動(dòng)選擇算法打印管理模塊是云打印服務(wù)系統(tǒng)的核心,負(fù)責(zé)對(duì)打印設(shè)備和打印任務(wù)進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)度和管理,需要根據(jù)用戶設(shè)定的打印屬性特征和各個(gè)打印設(shè)備工作情況,為用戶分配一臺(tái)合理的打印設(shè)備.該問(wèn)題的數(shù)學(xué)定義如下:設(shè)x=x1, x2, x3xn, nn代表云打印服務(wù)系統(tǒng)接收到的打印任務(wù)集合,其中xi表示一個(gè)打印任務(wù),y=y1, y2, y3ym, mn代表當(dāng)前云打印服務(wù)系統(tǒng)所連接的打印設(shè)備集合,其中每一個(gè)打印設(shè)備yj都用一組屬性來(lái)表

32、征yj=yj,1, yj,2, yj,3yj,k, kn,其中yj,l表示第j個(gè)打印設(shè)備的第l個(gè)屬性特征.w=w1, w2, w3wk, kn,表示所有屬性的權(quán)重向量,并且滿足.由此,打印設(shè)備的分配問(wèn)題可以理解為在集合x和y之間尋找一個(gè)映射滿足: (1)目標(biāo)函數(shù)表示為集合x中每一個(gè)待分配的打印任務(wù)xi在可選打印設(shè)備集合y中尋找一個(gè)最優(yōu)打印設(shè)備yoptimal_i,nj是一個(gè)表征選定打印設(shè)備與理論最優(yōu)選擇貼近程度的變量,nj的值越大表示所選擇的打印設(shè)備越接近最優(yōu).約束條件xi,type = yi,type表示所選擇的打印設(shè)備必須滿足用戶黑白還是彩色打印的需求.本文提出一種打印設(shè)備自動(dòng)選擇算法,來(lái)

33、完成云打印服務(wù)系統(tǒng)打印設(shè)備的管理和分配.該算法引入topsis方法為每個(gè)打印任務(wù)選擇最優(yōu)的打印設(shè)備.topsis (technique for order performance by similarity to ideal solution) 方法10是經(jīng)典的多屬性決策方法,它被廣泛地應(yīng)用于管理學(xué)、工業(yè)生產(chǎn)等諸多領(lǐng)域,其基本思想是構(gòu)造評(píng)價(jià)問(wèn)題的正理想解和負(fù)理想解,通過(guò)計(jì)算各個(gè)備選方案到理想方案的相對(duì)貼近度(盡可能地靠近正理想解而遠(yuǎn)離負(fù)理想解)來(lái)對(duì)各個(gè)方案進(jìn)行排序,從而選出最優(yōu)方案.將topsis方法應(yīng)用于云打印服務(wù)系統(tǒng)打印設(shè)備選擇問(wèn)題的原理簡(jiǎn)述如下:假設(shè)可行的打印設(shè)備集合中總共有個(gè)打印設(shè)備,

34、每一個(gè)打印設(shè)備都有個(gè)屬性.這樣由可用設(shè)備集和屬性集就構(gòu)成了一個(gè)m´k階的決策矩陣b=(bj,l)m´k.對(duì)決策矩陣b進(jìn)行加權(quán),加權(quán)后的矩陣變?yōu)閏=(cj,l)m´k,其中cj,l=wl´ bj,l,wl為第l個(gè)決策屬性的權(quán)重.構(gòu)造問(wèn)題的正理想解c+、負(fù)理想解c -,c+=c1+, c2+, c3+ck+,c - =c1-, c2-, c3-ck-. (2) (3)根據(jù)公式(4)和(5)分別計(jì)算各個(gè)備選打印設(shè)備j與理論最優(yōu)解c+和最差解c -的距離dj+和dj-,進(jìn)而根據(jù)公式(6)計(jì)算各個(gè)候選打印設(shè)備的貼近度nj. (4) (5) (6)從公式(6)可以看

35、出,nj是衡量選定打印設(shè)備與理論最優(yōu)解貼近程度以及與理論最差解遠(yuǎn)離程度的變量,它的取值越大說(shuō)明選擇越優(yōu).在本文解決的問(wèn)題中nj就是目標(biāo)函數(shù)(1)中的變量,因而單一任務(wù)的最優(yōu)打印設(shè)備選擇就是對(duì)所有打印設(shè)備的nj進(jìn)行排序,并選取nj值最大的打印設(shè)備作為該任務(wù)的打印執(zhí)行設(shè)備.最后一個(gè)需要解決的問(wèn)題就是合理確定影響打印設(shè)備選擇決策的各項(xiàng)屬性的權(quán)重,目前常用的方法是由用戶指定權(quán)重,然而這對(duì)缺少背景知識(shí)的普通用戶來(lái)講是一個(gè)難以完成的工作.本文引入了一種多屬性權(quán)重的自生成方法,可以有效地解決上述問(wèn)題,減輕用戶負(fù)擔(dān).從公式(6)可以看出,貼近度nj與dj+成反比,即dj+越小網(wǎng)絡(luò)越優(yōu),由此構(gòu)造最優(yōu)化函數(shù): (

36、7)應(yīng)用拉格朗日乘數(shù)法對(duì)(7)式作變換,得到(8)式: (8)由拉格朗日乘數(shù)法知(7)式的極值點(diǎn)包含在(8)式的偏導(dǎo)方程組中,令,得到: (9)求解上面的k+1元1次方程組,最終得到 (10)wl即為第l個(gè)決策屬性的權(quán)重,滿足及,并且能使得目標(biāo)函數(shù)(7)取得最小值.w=w1, w2, w3wk組成權(quán)重矩陣,用來(lái)對(duì)topsis方法中的決策矩陣進(jìn)行加權(quán).5 云打印服務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例分析本文選取visio studio 2008開(kāi)發(fā)環(huán)境作為支持,在microsoft .net framework平臺(tái)上, 采用c#語(yǔ)言對(duì)云打印服務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)發(fā)部署.4臺(tái)打印設(shè)備(2臺(tái)黑白、2臺(tái)彩色)和4臺(tái)用戶終端(2臺(tái)智

37、能手機(jī)、1個(gè)筆記本電腦、1個(gè)臺(tái)式計(jì)算機(jī))分別通過(guò)有線、無(wú)線和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)藍(lán)牙通信與云打印服務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行連接.本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了以下4個(gè)應(yīng)用實(shí)例,來(lái)分析說(shuō)明云打印服務(wù)系統(tǒng)的優(yōu)越性.圖8,用戶1以訪客身份進(jìn)入到辦公環(huán)境,可以通過(guò)wifi連接到其中的打印設(shè)備,然而傳統(tǒng)打印方案中,用戶終端1由于沒(méi)有安裝打印驅(qū)動(dòng),而無(wú)法執(zhí)行打印任務(wù).在云打印服務(wù)系統(tǒng)的幫助下,用戶1不需要安裝任何打印驅(qū)動(dòng)和打印應(yīng)用程序,只需將打印目標(biāo)文件提交給云打印服務(wù)系統(tǒng),云打印服務(wù)系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)將用戶的打印任務(wù)分配到一臺(tái)合理的打印設(shè)備進(jìn)行執(zhí)行,從而滿足了用戶隨時(shí)隨地的打印需求.圖9,用戶2是一個(gè)以太網(wǎng)用戶,傳統(tǒng)打印方案中用戶2只能訪問(wèn)已聯(lián)網(wǎng)的打印

38、設(shè)備,然而已聯(lián)網(wǎng)的打印設(shè)備可能均為黑白打印設(shè)備,因此無(wú)法滿足用戶2的彩色打印需求.由于云打印服務(wù)系統(tǒng)支持異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)接口之間的互通,彩色打印設(shè)備1通過(guò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)藍(lán)牙通信與云打印服務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行連接,在提高了打印設(shè)備1使用效率的同時(shí),滿足用戶2的彩色打印需求. fig. 8 case 1 (visitors using office printers) fig. 9 case 2 (ethernet users using bluetooth printers) 圖8 應(yīng)用實(shí)例1 (訪客使用辦公環(huán)境內(nèi)的打印設(shè)備) 圖9 應(yīng)用實(shí)例2 (以太網(wǎng)用戶使用藍(lán)牙打印設(shè)備) fig. 10 case 3 (blueto

39、oth phones using office printers) fig. 11 case 4 (smart phones using lan printers) 圖10 應(yīng)用實(shí)例3 (藍(lán)牙手機(jī)使用其他打印設(shè)備) 圖11 應(yīng)用實(shí)例4 (智能手機(jī)使用局域網(wǎng)內(nèi)打印設(shè)備)圖10,用戶3只具備點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信能力(例如:藍(lán)牙通信,點(diǎn)對(duì)點(diǎn)wifi通信等),然而現(xiàn)有辦公環(huán)境中的打印設(shè)備大多數(shù)都不能滿足點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的要求,因此傳統(tǒng)打印方案無(wú)法為用戶3提供服務(wù).在云打印服務(wù)系統(tǒng)支持異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)接口間互通的幫助下,用戶3使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信模式與云打印服務(wù)系統(tǒng)建立連接,從而訪問(wèn)已連接到云打印服務(wù)系統(tǒng)中的打印設(shè)備,執(zhí)行打印任務(wù).圖11,通常情況下,辦公環(huán)境中的打印設(shè)備均處于一個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)部.用戶4進(jìn)入到一個(gè)辦