（通信与信息系统专业论文）furuno+fm8800+vhf模拟器dsc功能的设计与实现.pdf

中文摘要 摘要 1 9 9 9 年2 月1 日，全球海上遇险与安全系统g m d s s ( g l o b a lm a r i t i m ed i s t r e s s a n ds a f e t ys y s t e m ) 全面实施后，所有船员均需取得相关证书方可上船工作。因此， g m d s s 培训势在必行。为了满足培训要求，同时降低培训成本、减少误报警， g m d s s 模拟器的开发成为国内外的一个热点。 目前，国际市场上较为权威的v h f 模拟器价格昂贵，用户难以承受，而国内 市场上的v h f 模拟器中大多仅限于设备界面的操作模拟，完全能够进行d s c 全 部种类呼叫、实现船一岸、岸一船d s c 呼叫与应答，并进行语音通信的模拟器尚 未见到。 本文的目的是研发f u r u n of m 8 8 0 0v h f 收发信机模拟器，使模拟器能够形 象逼真地仿真出实际设备的操作面板，实现所有d s c 呼叫的收发与应答功能。 本设计采用面向对象、基于事件、具有强大的网络编程功能的a c t i o n s c r i p t 编 程语言，以f l a s hm e d i as e r v e r 为服务器，以f l a s h 为客户端开发工具，开发出具 有强大多媒体通信功能的模拟器。同时，采用x m l 技术实现了对服务器参数、 v h f 电台参数的设置，既方便了服务器与客户端间的布署，又符合了设备的实际 使用情况。 设计完成后对模拟器进行了较详细的测试。结果表明：本文模拟器实现了 v h f d s c 的全部功能，符合g m d s s 培训对模拟器的要求，在国内g m d s s 模拟 器中处于领先地位。 关键词：g m d s s ；模拟器；a c t i o n s c r i p t ：f m s ；x m l 英文摘要 a b s t r a c t a f t e rg m d s s ( g l o b a lm a r i t i m ed i s t r e s sa n ds a f e t ys y s t e m ) f u l l yi m p l e m e n t e do n 1s tf e b r u a r y19 9 2 ，a l lc r e w sw o r k i n go i lb o a r dn e e dt og e tt h ec e r t i f i c a t er e l e v a n tt o g m d s s s ot h et r a i n i n go ng m d s si si m p e r a t i v e i no r d e rt oc u td o w nt h ec o s to f t r a i n i n ga n de l i m i n a t et h ef a l s ea l a r mb yt r a i n i n g ，t h ed e v e l o p m e n to fg m d s s s i m u l a t o ri s b e c o m i n gah o tt o p i c a tp r e s e n t ，a u t h o r i t a t i v ev h fs i m u l a t o ro nt h ei n t e r n a t i o n a lm a r k e ti st o o e x p e n s i v et os u p p o r tf o ru s e r s ，a n di tm o s t l ys i m u l a t e st h ei n t e r f a c eo n l y v e r yf e w s i m u l a t o r sc a nm a k ea l lt h et y p eo fd s c c a l l i n g ，r e a l i z es h i p - s h o r ea n ds h o r e s h i pd s c c a l l i n ga n da c k n o w l e d g m e n ta n dv o i c ec o m m u n i c a t i o n t h i st h e s i sa i m sa tr e s e a r c h i n ga n dd e v e l o p i n gt h es i m u l a t o ro ff u r u n o f m - 8 8 0 0v h fe q u i p m e n t t h es i m u l a t o ri sm a d et or e a p p e a rt h eo p e r a t i o np a n e lo ft h e e q u i p m e n tr e a l i s t i c a l l ya n dm a k ea l lt h ed s cc a l l i n ga n da c k n o w l e d g e m e n tw h i c hi s o f f e r e db yt h ee q u i p m e n t i nt h ed e s i g n ，t h e d e v e l o p m e n to ft h ep o w e r f u lm u l t i m e d i ac o m m u n i c a t i o n s i m u l a t o ri sb a s e do nt h eo b j e c t o r i e n t e d ，e v e n t - b a s e da c t i o n s c r i p t p r o g r a m m i n g l a n g u a g ew h i c hh a sp o w e r f u ln e t w o r kp r o g r a m m i n gc a p a b i l i t y ，a n du s i n gf l a s hm e d i a s e r v e r ( f m s ) a st h es e r v e r ，f l a s ha st h ec l i e n tm e a n w h i l e m o r e o v e r ，m a k i n gf u l lu s eo f x m l t e c h n o l o g yt os e t u pt h ep a r a m e t e r so ft h es e r v e ra n dt h ev h f s t a t i o n ，p r o v i d i n ga c o n v e n i e n t s u p p o r tb e t w e e n s e r v e ra n dc l i e n t a c c o r d i n gt ot h e f u n c t i o no ft h e e q u i p m e n t a p a r t i c u l a rt e s ti sm a d ea f t e rt h ed e s i g ni sc o m p l e t e d t h er e s u l ts h o w st h a tt h e s i m u l a t o rr e a l i z e sa l lt h ef u n c t i o no f f d s c ，g e t t i n gag o o da g r e e m e n tw i t ht h e r e q u i r e m e n to ft h et r a i n i n go ng m d s s s ot h eg m d s ss i m u l a t o rd e v e l o p e db yu s t a k e sal e a d i n g - s h i pi no u rc o u n t r y k e yw o r d s ：g m d s s ：s i m u l a t o r ：a c t i o n s c r i p t lf m six m l 大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果， 撰写成硕士学位论文= = 型b 巡qe 丛：墨墨q qy h 搓拟墨q 墨功能的遮让皇塞现：。 除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均 已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体 已经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名： 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学 位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论 文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本 学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到中国优秀博硕士 学位论文全文数据库( 中国学术期刊( 光盘版) 电子杂志社) 、中国学位论文全 文数据库( 中国科学技术信息研究所) 等数据库中，并以电子出版物形式出版发 行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。 本学位论文属于：保密口在年解密后适用本授权书。 不保密口( 请在以上方框内打“4 ) 做作者签名3 猖暂 导师签名： 日期：研年，月7 e l f u r u n of m 8 8 0 0v h f 模拟器d s c 功能的设计与实现 第1 章绪论 1 1 选题背景及研究意义 1 8 9 9 年3 月3 日，在距离英格兰东南海岸多佛港十英里处两船碰撞后，第一 次使用了无线电通信来请求援助，一个遇险呼叫通过无线电发送到位于南部沿海 的海岸电台并迅速得到帮助【1 1 。此后一百多年来，无线电已帮助营救了数以万计的 生命，但是这个系统提供的报警最大范围为1 0 0 1 5 0 海里，遇险船舶的获救主要依 赖于遇险船舶对其附近海域内的其他船舶的报警以及其他船舶所采取措施的具体 情况，而无法完全依靠岸上营救中心组织的有效营救工作。同时，由于缺乏适宜 的海上远距离通信手段，很难有效实现远距离通信报警，致使世界各国无法建立 一个卓有成效的全球性搜救协调体系。因此，前海上遇险与安全系统及其管理体 制已经无法满足船舶航行安全以及通信的需求，建立一个全新的海上遇险与安全 系统及其管理体制已经势在必行【2 】。 多年来，在相关国际组织和专家的努力下，海上通信系统进行了多次变革， 新技术、新系统不断运用在海上通信系统中，特别是从2 0 世纪7 0 年代开始，由 于现代通信与导航技术的发展，尤其是卫星通信，卫星导航，以及大规模集成电 路和微处理技术的发展，使新型的海上通信系统的建立成为可能。国际海事组织 于1 9 8 8 年11 月在伦敦召开会议，会议决定：为保障海上人命安全，改善海上遇 险和安全无线电通信，与搜救协调组织相结合，建立一个采用最新通信技术的全 球海上遇险和安全系统刈m d s s l 3 。 根据国际电信联盟i t u ( i n t e r n a t i o n a lt e l e c o m m u n i c a t i o n su n i o n ) 1 9 9 0 年版无 线电规则的规定，使用g m d s s 频率与技术的所有船舶的通信业务，应该由持 有管辖该通信设备的主管部门所颁发或认可证书的操作员来控制【4 】。因此，未持有 相关证书在职船员及海洋船舶驾驶专业的在校生，均需参加g m d s s 通用操作员 培训并取得相关证书后方可上船工作。我国包括大连海事大学、上海海事大学、 集美大学等在内的本科院校、大中专院校及各地海事局都在承担g m d s s 培训任 务。2 0 0 8 年1 月，广州海事局、辽宁海事局、上海海事局、山东海事局及天津海 事局等五大海事局在青岛远洋船员学院召开首届g m d s s 研讨会，制定了全国统 第1 章绪论 一的培训、评估、发证等标准。按规定，为保证g m d s s 培训的质量与效果，培 训设备配备原则以真实设备为主，模拟器设备为辅，并保证培训学生一人一机。 从g m d s s 培训情况来看，该培训主要以设备操作为主，要求培训后的学员 能够熟练操作g m d s s 通信设备，并做好日常保养与维护等工作。因此，使用真 实的通信设备进行训练无疑是最好的培训方式。但采用真实设备培训也存在着以 下缺点： ( 1 ) 成本高。目前，船舶上安装的g m d s s 通信设备价格一般比较昂贵，按 照现在g m d s s 培训大纲的要求，培训机构要开一个班至少需要一套真实设备， 同时，随着船上设备的不断更新，为了使学员能够掌握最新型设备的操作方法， 实验室也需要随时增配新设备，进一步增加了培训成本。 ( 2 ) 容易引起误报警。在培训过程中发射遇险报警是重点训练项目，要求学 生在训练过程中反复练习发送遇险报警。如使用真实设备培训就会不断发出报警 信号，产生误报警，干扰海岸电台的正常值班。 为了保证学员一人一机，能够既充分练习设备的操作，又不产生误报警，同 时降低培训成本，g m d s s 模拟器培训成为最有效的培训方式，现在大多数培训机 构也都是采用真实设备和模拟器相结合的培训方式，因此各种设备的模拟器的开 发和研制也势在必行【5 】o 模拟器不论是在外观上还是在功能上都要非常接近真实设 备，才能使学员在训练过程中充分掌握通信的程序和操作的过程。 目前国际上较为权威的g m d s s 模拟器首推英国t r a n s a s ( 船商) 公司所研制 的g m d s s 模拟器。但该套模拟器的价格昂贵，高达几十万元，多数航海院校和 培训机构难以承受，国内仅有烟台打捞局和上海的几家培训机构使用该模拟器。 国内市场上的v h f 模拟器中大多仅限于设备界面的操作模拟，完全能够进行d s c 全部种类呼叫、实现船一岸、岸一船d s c 呼叫与应答，并进行语音通信的模拟器 尚未见到。大连海事大学和上海宏浩科技公司的g m d s s 模拟器也只是模拟了其 中的一部分功能，其语音通信、组网等功能都未实现。 为了研发出国内具有所有d s c 呼叫与应答、电话语音通信等功能的g m d s s 模拟器，青岛远洋船员学院于2 0 0 8 年设立了f u r u n of m 8 8 0 0v h f 模拟器的研 发的科研课题。本人有幸参与了课题的研究，并负责v h f d s c 功能的模拟实现及 f u r u n of m 8 8 0 0v h f 模拟器d s c 功能的设计与实现 测试。我们还编写了图文操作说明书和录屏操作说明书，随模拟器软件一并打包 在产品中。 1 2 论文的主要工作和安排 本文回顾了g m d s s 发展历程，根据f u r u n of m 8 8 0 0v h f 收发信机的功 能和v h f d s c 的工作原理开发研制了模拟器，并对模拟器进行了测试。主要内容 包括： 第二章论述了v h f 收发信机的功能及v h f d s c 工作原理。 第三章介绍了开发f u r u n of m 。8 8 0 0v h f 模拟器的主要技术。 第四章较详细地说明了基于a c t i o n s c r i p t 语言开发研制f u r u n of m 8 8 0 0 v h f 收发信机模拟器( d s c 功能) 的设计思路和实现方法。利用f l a s hm e d i as e r v e r 做服务器实现船与船、船与岸台之间的遇险报警呼叫与应答、常规呼叫与应答。 第五章给出了对模拟器进行d s c 呼叫与应答的测试过程和结果，结果表明本 文设计的模拟器界面逼真，能够完成真实设备的所有d s c 功能，能够真实再现船 与船、船与岸之间的呼叫与应答通信，完全满足了教学的需要。 第2 章v h f 收发信机功能及v h f d s c 工作原理 第2 章v h f 收发信机功能及v h f d s c 工作原理 v h f 收发信机是g m d s s 系统中地面通信系统的重要组成设备，是实现水上 近距离无线电通信的主要设备，通信距离为2 0 3 0 海里，工作频段为1 5 6 1 7 4 m h z 。 具有无线电话和d s c 通信功能的v h f 无线电通信设备是目前g m d s s 海上船舶的 基本配备之一，其组成如图2 1 所示。 t x ，r x a 、r 收发久线) 图2 1 甚高频( v h f ) 设备组成框图 f i g 2 1v h fe q u i p m e n tf o r m a t i o nd i a g r a m 2 1 短收发信机功能 v h f 收发信机能够实现船一岸、岸一船的无线电话通信和d s c 呼叫。其主要 功能包括： ( 1 ) v h f 无线电话通信功能： 港口引航业务、船舶动态业务通信； 公众通信，在a 1 海区船舶能通过该海区的v h f 海岸电台和陆上电话网用 户进行通信； 驾驶台对驾驶台通信，实现船舶操纵、安全避让、船舶移动等通信； 近距离搜救协调通信，搜救现场通信； v h fc h l 6 的值守。 ( 2 ) v h f d s c 设备功能： f u r u n of m 8 8 0 0v h f 模拟器d s c 功能的设计与实现 v h f 波段d s c 的专用信道为v h fc h 7 0 ( 1 5 6 5 2 5 m h z ) 。 遇险报警、遇险收妥、遇险转发； 紧急呼叫； 安全呼叫； 常规呼叫； 在a 1 海区实现船经岸台与陆上电话用户的自动连接； 自动值守，船舶根据要求配备有v h fc h 7 0 值守机，确保船舶在v h fc h 7 0 自动不问断值守【2 】。 2 2 d s c 工作原理 2 2 1 信号处理原理 船舶d s c 终端设备通过无线电电磁波传输信息，以广播的形式将d s c 呼叫序 列通过无线电电磁波发射。v h f d s c 终端组成如图2 2 所示，由调制解调器 ( m o d e m ) 、微处理器( c p u ) 、存储器、打印机、显示器和键盘等组成。 o，o 图2 2v h f d s c 终端组成框图 f i g 2 2v h f d s ct e r m i n a lf o r m a t i o nd i a g r a m 调制解调器( m o d e m ) 经接口线路与电台的发射机和接收机相接。c p u 与 存储器、键盘、显示器一起构成了一个专用微处理机，d s c 的所有功能均通过它 第2 章v h f 收发信机功能及v h f d s c 工作原理 来处理和控制。键盘与显示器用来实现人机对话，通过它可实现呼叫序列的编辑 和修改、遇险报警的启动发射；以及对接收到的有关呼叫的声光报警与显示。打 印机通过接口经驱动器与c p u 相连，用来将编辑完的d s c 序列、收发过程中的信 息打印出来，以供留底或参考。驱动器主要是实现电平变换和滤波，常采用r s 2 3 2 c 标准。d s c 终端要求接有定位仪，大多能与g p s 相接，自动接收g p s 的船位信息， 将g p s 的船位随时送入d s c 的r a m 中。当船舶遇险或岸台查询船位时，自动构 成遇险呼叫序列或船位应答序列，然后发出。其接口方法也是通过驱动器和串行 接口实现与c p u 的连接。驱动器可采用r s 4 2 2 标准或电流环来提供t t l 电平的 信号。 调制解调器是d s c 的重要组成部分，用来实现数字基带信号和音频模拟信号 的变换。调制器采用移频键控( f s k ) 调制方式，将c p u 送来的数字信号变为 1 7 0 0 4 0 0 h z 的音频信号，1 7 0 0 h z 为中心频率，4 0 0 h z 为频移，二进制码“1 ”对 应较低频率1 3 0 0h z ，“0 ”对应较高频率2 1 0 0h z 。数字信号“0 ”和“1 就像电 键的启闭一样，使调制器的输出频率发生变化。调制器将数字信号转变为移频键 控信号( f s k ) 送到发射机，经过发射机搬频、放大，最后发射出去。接收信息时， 电台的接收机经过变频、解调，最终将d s c 音频信号送到m o d e m 的解调器，经 解调器转换为数字信号，送到c p u 进行解码等处理，最后送到打印机打印，或送 到显示器显示。这种通信方式使用的频带较窄，具有较好的抗幅度干扰的能力。 调制解调器与c p u 的接口常采用串行输出输入口，以实现串、并数据间变换； 该接口的另一任务是实现收发信机和微处理机间控制信号的通信，实现收发频率 的改变，对收发信机中的接收机进行哑控；对发射机提供键控。接口电平需经 r s 2 3 2 c 接口进行变换【6 1 。 值守机的作用是实现国际d s c 遇险安全呼叫频率的连续无人值守，保证d s c 遇险安全呼叫有效地接收【6 j 。 2 2 2 呼叫识别原理 每台d s c 终端设备都有自己的识别码，当发送d s c 呼叫时，在其呼叫序列中 会标明被呼叫对象的识别码，即表明将信息发送给此船舶或岸台；在呼叫覆盖范 围内的所有船舶和岸台都能收到该呼叫，收到呼叫的船舶或岸台会将自己的识别 f u r u n of m 8 8 0 0v h f 模拟器d s c 功能的设计与实现 码与所收到的呼叫序列里的被呼叫对象的识别码做比较，如果一致，判断为该呼 叫是发给自己的，则显示、打印该信息，同时发出声音报警，如果不一致，判断 为该呼叫不是发给自己的，则不显示、打印信息，也不发出声音报警。d s c 终端 设备就是通过识别码来判断信息收发对象的。 船岸电台的d s c 设备识别码为9 位数字，其组成规律为： 船舶电台为：m i d x x x x x x 海岸电台为：0 0 m i d x x x x 船队的群呼码( g r o u p i d ) 为：o m i d x x x x x m d 是m a r i t i m ei d e n t i f i c a t i o nd i g i t s 的缩写，意为海上识别数字，由3 位数字 组成。第一位代表国家或地区所在的地区，其中：2 欧洲，3 北美洲，4 亚 洲( 不含东南亚) ，5 澳洲和东南亚，6 非洲，7 南美洲。一般每个国家分 配一个m d 。中国的m i d 为4 1 2 和4 1 3 。x - - - 代表任意的一位十进制数字。 d s c 海区呼叫使用的呼叫识别是按墨卡托( m e r c a t o r ) 坐标的某一矩形区域表 示法的各要素组成，被呼叫的海区是个矩形。 墨卡托坐标表示法：横轴是赤道，纵轴与格林威治经度线重合，这样全球被 划分为四个区域，称为四个象限，将n e 象限定义为第0 象限，n w 象限定义为第 l 象限，s e 象限定义为第2 象限，s w 象限定义为第3 象限。选择被呼叫矩形海区 的左上角点为参考点，该点的坐标纬度与经度值如果精确到度，就可用5 位数字 表示；然后确定该矩形海区跨越的纬度差和经度差，如果精确到度，就可用4 位 数字表示，如图2 3 所示。 第2 章v h f 收发信机功能及v h f d s c 工作原理 w n 参考点 n u 1 1 0 。 于 5 。| 5 。 0 一 3 。 0 7 。1 0 a 3 2 e s 图2 3 墨卡托坐标示意图 f i g 2 3m e r c a t o rc o o r d i n a t ed i a g r a m 确定了参考点的位置和海区跨越的纬度差及经度差后就可以将此矩形海区按 如下顺序表示成十位数字，如图2 4 所示。 图2 4 墨卡托坐标矩形区域表示 f i g 2 4m e r c a t o rc o o r d i n a t er e c t a n g l ef l r e ai d e n t i f i c a t i o n 从图2 3 中可以得到该矩形海区的参考点坐标却，柚为：q = 1 0 。n ，护0 0 7 0 e 。 纬度差为q = 0 5 。，经度差为, 5 x = 0 3 。参考点在n e 象限，即第0 象限。因此该海 区可以表示为：0 1 0 0 0 7 0 5 0 3 。 f u r u n of m - 8 8 0 0 v h f 模拟器d s c 功能的设计与实现 船舶接收到呼叫后，将本船所在的位置数据与收到的矩形区域表示的海区范 围加以比较，如果在此海区内，就显示、打印收到的信息，否则不显示、打印该 信息n 23v h f 收发信机的应用 早在g m d s s 实糟之前v h f 收发信机就开始被广泛应用于船舶通信”i ，1 9 8 8 年国际海事组织决定在全球建立海上遇险与安全系统后，具有d s c 功能的v h f 收发信机及其值守机成为g m d s s 基本配备之一【”。目前生产v h f 收发信机的厂 家很多，船舶使用的v h f 收发信机型号也很多，如图2 5 所示。 围 善【谲盏始 ( b ) i c - m 4 2 i v 研- d s c 设备 v 盯d s c 设备通信设备 圈2 5 v h f 及v h f d s c 设备样机示意圈 f i g2 5v h f a n d v h f - d s ce q u i p m e n td i a g m m 第3 章开发研制模拟器的主要技术 第3 章开发研制模拟器的主要技术 3 1f l a s h 简介 f l a s h 被称为是“最为灵活的前台 ，由于其独特的时间片段分割( t i m e l i n e ) 和重组( m c 嵌套) 技术，结合a c t i o n s c f i p t 的对象和流程控制，使得灵活的界面 设计和动画设计成为可能。f l a s h 具有跨平台的特性，所以无论你处于何种平台， 只要你安装了支持的f l a s hp l a y e r ，就可以保证它们的最终显示效果的一致，并且 具有很强的可移植性【l o l 。具体特点表现在： ( 1 ) 图像质量。f l a s h 动画与g i f 动画相比较具有明显的优势：一是因为f l a s h 动画使用矢量图像，相应的文件大小要比g i f 动画小的多；二是g i f 动画只能输 出2 5 6 色，已经远远不能满足大众对动画图像的要求，而f l a s h 输出动画图像为真 彩，具有真正的多媒体意义。 ( 2 ) “流 式播放。f l a s h 动画采用如今先进的“流”式播放技术，即用户可 以边下载边观看，完全适应了当今网络的带宽问题，使用户观看动画再也不用等 待。同时，也可以在f l a s h 独有的a c t i o n s c r i p t 脚本中加入等待程序，使动画在下 载完毕以后再观看，结束了网络动画的速度隐患。另外f l a s h 插件和文件短小，更 加适合在网络传播。 ( 3 ) 多样的文件导入导出格式。f l a s h 支持多样的文件导入导出，不仅可以输 出n a 动画格式，还可以以a v i ，g i f , h t m l ，m o v ，s m i l 和可执行文件的e x e 等多 种文件格式输出。即便用户不会使用这些相关软件的制作也一样可以用f l a s h 解决。 同时大部份的位图图像格式和矢量图文件格式都可以在f l a s h 中导入，f l a s h 5 0 版 本已经支持m p 3 的导入和输出【l 。 ( 4 ) 具有交互性优势。f l a s h 动画可以让欣赏者的动作成为动画的一部分，通 过点击、选择等动作决定动画的运行过程和结果，更好地满足受众的需要，这一 点是传统动画无法比拟的【1 2 】。f u r u n of m 8 8 0 0v h f 模拟器的开发与研制正是很 好地利用了f l a s h 的这个特点。将动作脚本( a c t i o n s c r i p t ) 添加到文档的内置行为 以及强大的面向对象和基于事件的编程功能，使得我们可以非常容易地编写出与 用户“对话”的模拟器。图3 1 所示为用f l a s h 开发设计的v h f 模拟器界面【l3 1 。 f u r u n o f m - 9 9 0 0 v h f 横拟器d $ c 功能的设计与实现 圈3if m - 8 8 0 0 v h f 模拟器界面 f i g3i f m 8 8 0 0v h f s i m u l a t o ri n t e r f a c e 32a c t i o n s c r i p t 简介 a 嘶o n s c 邱t 是f l a s h 内置的脚本语言，是一种面向对象的编程语言，用来编 写a d o b e f l a s h 电影和应用程序。可以使用a 甜蚰s 耐p t 控制f l a s h 中的对象，创建 向导和交互元素，也可以扩展f l a s h ，使f l a s h 表现出强大的交互性，用户不仅仅 能观看动画，还能参与到动商中。a c t i o a s c d p t1 0 最初随f l a s h5 一起发布，这 是第一个完全可编程的版本。f l a s h6 增加了几个内置函数，允许通过程序更好地 控制动画元素。在f l a s h7 中引入了a c t i o n s c r i p t2 0 ，支持基于类的编程特性，比 如继承、接口和严格的数据类型。f l a s h8 进一步扩展了a “o i l s c p t2 0 ，添加了 新的类库以及用于在运行时控制位图数据和文件上传的应用程序接口 a p l ( a p p l i c a t i o n p r o g r a m i n t e r f a c e ) ，使a c t i o n s c r i p t 2 , 0 更为完善。f l a s h9 ；i x t a c t i o n s c r i p t 3 0 ，为基于w e b 的应用程序提供了更多的支持。它提供了出色的性 能，简化了开发的过程，因此更适合高度复杂的w e b 应用程序和大数据集。本 模拟器就是基于a c t i o n s c r i p t 3 0 开发与研制的。图3 2 所示为f l a s h 的集成开发界 面。 第3 章开发研制模拟器的主要技术 圈3 2f l a s h 集成开发界面 f i g 3 2f l a s h i n t e g r a t i o n d e v e l o p i m 日f h 3 2 1a c t i o n s c f i p t 的运行 a c t i o n s c r i p t 由f l a s h p l a y e r 中内置的虚拟机a c t i o n s c r i p t v i r t u a l m a c h i n e ( a v i v o 执行，使范围广泛的交互媒体和富因特网应用程序( r i c hi n t e m e ta p p l i c a t i o n ) 成 为可能。a c t i o n s c r i p t l 0 ( f l a s h l 0 - 6o ) 对应的虚拟机为a v m ! ，基于e c m a - 2 6 2 v 2 ( 相当于j a v a s c t i p t13 ) ：a c t i o n s c r i p t2 0 ( f l a s h7 0 - 3 o ) 对应的虚拟机为a v k l l ， 基于e c m a 2 6 2v 3 ( 相当于j a v a s c t i p t1 5 ) m 。a c t i o n s c f i p t3 0 引入了一种新的 高度优化的a c t i o n s c f i p t 虚拟机，称为a v m 2 ，基于e c m a 2 6 2 v 4 ( 相于j a v a s c r i p t 2 0 ) ，它显著超越了使用a v m i 可能达到的性能，使a c t i o n s c r i p t3 0 代码执行的 速度最多可以比原有a c t i o n s c t i p t 代码快1 0 倍。a c t i o n s c r i p t3 0 代码通常被h a s h c s 3 提供的编译器编译成“字节码格式”( 一种由计算机编写且能够为计算机所 理解的编程语言) 。字节码嵌入s w f 文件中，这种字节码文件由运行时环境f l a s h p l a y e r 执行，如图3 3 所示【1 6 1 。 f u r u n of m 8 8 0 0v h f 模拟器d s c 功能的设计与实现 馅 染 引 擎 、 娃 疆 器 辫 纂 娃 ，j 、 图3 3a c t i o n s c f i p t3 0 的运行 f i g 3 3r u n n i n go f a c t i o n s c r i p t3 0 3 2 2a c t i o n s c r i p t3 0 功能 a c t i o n s c r i p t3 0 基于e c m as c r i p t ，符合e c m as c r i p t 语言规范第三版 ( e c m a 2 6 2 * ) 。该语言向后兼容a c t i o n s c r i p t2 0 并向前兼容e c m as c r i p tf o r x m l ( e 4 x ) 。 a c t i o n s c r i p t3 0 由两个部分组成：核心语言和f l a s hp l a y e ra p i 。核心语言定 义编程语言的基本构建块，如语句、表达式、条件、循环和类型。f l a s hp l a y e ra p i 是由代表f l a s hp l a y e r 特定功能并提供对f l a s hp l a y e r 特定功能的访问的类组成的。 ( 1 ) 核心语言 a c t i o n s c r i p t3 0 的语言特性基本上是在a c t i o n s c r i p t 2 0 之上构建的，但是还有 一些性能和功能方面的改进，包括： 运行时异常，用来改进常见的错误处理和调试。这些运行时异常会显示堆 栈跟踪，可以帮助开发人员轻松地找到错误的根源。以前的a c t i o n s c r i p t 版本会悄 悄地掩盖错误，以避免在f l a s h 中出现错误消息对话框。这在开发期间会造成困难， 因为开发人员不了解可能出现的错误，就无法开发出好产品。 运行时存储类型细节，用来进行检查并保护系统”1 。在a c t i o n s c r i p t2 0 中， 类型批注主要对开发人员有帮助；在运行时，所有值被动态地键入。在a c t i o n s c r i p t 第3 章开发研制模拟器的主要技术 3 0 中，类型信息在运行时被保留并用作许多用途。f l a s hp l a y e r 执行运行时类型检 查，提高了系统的类型安全。类型信息也用于表示本地计算机演示中的变量，提 高了性能并减少了内存使用。 a c t i o n s c r i p t3 0 引入了密封类的概念。密封类仅占用在编译时定义的固定 属性和方法集，无法添加其他属性和方法。这使得能够进行更加严格的编译时检 查，从而提供更加可靠的程序。 在a c t i o n s c r i p t3 0 的方法关闭结束语中，事件处理被简化。在a c t i o n s c r i p t 2 0 中，关闭不会记住它是从哪个对象实例提取的，从而导致关闭被调用时的异常 行为。m x u t t i l s d e l e g a t e 类是一种流行的解决办法；若要使用它，需要按如下方式 编写代码： m y b u t t o n a d d e v e n t l i s t e n e r ( ”c l i c k ”，d e l e g a t e c r e a t e ( t h i s ，s o m e m e t h o d ) ) ； d e l e g a t e c r e a t e ( t h i s ，s o m e m e t h o d ) 在a c f i o n s c r i p t3 0 中不再需要此类，因为当引用s o m e m e t h o d 时，将生成方法 关闭。该方法关闭将自动记住其原始对象实例。现在只需写入： m y b u a o n a d d e v e n t l i s t e n e r ( ”c l i c k ”，s o m e m e t h o d ) ； a c t i o n s c f i p t3 0 采用了e c m as c r i p tf o rx m l ( e 4 x ) 的完全实现，e 4 x 最近 被标准化为e c m a 3 5 7 。e 4 x 为处理x m l 提供了一种自然的、流利的语言构造集， 将x m l 转换成一种本地数据类型，显著降低了需要的代码数量，简化了处理x m l 的应用程序的开发。 a c t i o n s c r i p t3 0 包含对正则表达式的本地支持，从而可以快速搜索和处理 字符串。a c t i o n s c r i p t3 0 实施在e c m as c r i p t 语言规范( e c m a - 2 6 2 ) 定义的正则 表达式。 名称空间是用于控制声明的可见性的一种创新的新机制。与用于控制声明 可见性的传统访问说明符( p u b l i c 、p r i v a t e 、p r o t e c t e d ) 相似，名称空间实质上是可 具有您选择的名称的自定义访问说明符。例如：f l e xf r a m e w o r k 为其内部数据使用 m xi m e m a l 名称空间。名称空间配备了统一资源定位符( u p s ) 以避免冲突，同时 也用于与e 4 x 一起使用时表示x m l 名称空间。 f u r u n of m 8 8 0 0v h f 模拟器d s c 功能的设计与实现 a c t i o n s c r i p t3 0 的i n t 类型是种3 2 位签名整数，使a c t i o n s c r i p t 代码可 以利用c p u 的快速整数数学功能。i n t 类型非常适合循环计数器，且几乎可以用于 不需要小数点的任何位置。另一种新类型是u i n t ，一种与i n t 相似的未签名3 2 位整 数类型。 ( 2 ) f l a s hp l a y e ra p i f l a s hp l a y e ra p i 是将f l a s hp l a y e r 的功能展示给a c t i o n s c r i p t 语言的一组类和 函数。此功能是在a c t i o n s c r i p t 核心语言与平台的剩余部分之间的一座桥。它是 f l a s h 应用程序的许多可用功能的来源，且对于核心语言是一个非常重要的补充。 a c t i o n s c r i p t3 0 的f l a s hp l a y e ra p i 特性包括： d o m 3 事件模型。该事件模型提供了生成和处理事件消息的一种标准方 法，从而应用程序内的对象可以交互和通信，保持状态并对更改做出响应。模仿 w 3 cd o m 3 事件规范，此模型提供了一种比先前版本的a c t i o n s c r i p t 中可用的事 件系统更加清晰、更加有效的机制。f l e x 应用程序框架使用与f l a s hp l a y e ra p i 相 同的事件模型，因此事件系统从上到下在该平台上都是统一的。 显示列表a p i 由用于处理f l a s h 中的可视基元的一组翻新的类组成。新的 s p r i t e 类是一种轻型的构建块，与m o v i ec l i p 相似，但作为u i 组件的基本类更加 适合。新的s h a p e 类代表原始矢量图形。这些类可以使用新的操作符自然地进行 实例化，并可以在任何时候动态地重定父级。同时，不再需要分配深度数字以显 示列表对象。深度管理现在是自动的，并已内置到f l a s hp l a y e r 中【1 8 】。 此外，a c t i o n s c r i p t 3 0 还具有很多新功能，比如：l o a d e r 1 0 a d b y t e s o 方法可以 从二进制数据直接创建显示列表中的条目，使电子邮件客户机可以显示p n g 、 j p e g 、g i f 和s w f 附件；b i t m a p d a t a g e t p i x e l s o 方法与新的z l i b 压缩方法 b y t e a r r a y c o m p r e s s ( ) 结合使用，将位图压缩，然后再发送给服务器，从而将位图转 换为一个适合下载的文件等等，为开发人员提供了便利【1 5 】。 3 3f l a s hm e d i as e r v e r 简介 f l a s hm e d i as e r v e r ( f m s ) 是一个功能强大的服务器平台。作为多媒体通信的 服务器，f m s 成功组合了传统流媒体功能和灵活的开发环境，用于创建和提交创 第3 章开发研制模拟器的主要技术 新的互动式多媒体应用。f m s 使f l a s h 平台成为能够用于跨各种浏览器和操作系统 创建、提供互动式富媒体应用的领先的解决方案，其界面如图3 4 所示。 酗3 4f l a s h m e d i a s e r v e r 管理服务器界面 f i g 3 af l a s h m e d i a s e r v e r m a n a g e m e n ts e r v g f i