基于WAP的嵌入式浏览器设计

  目前，以计算机和软件为核心的数字化技术取得迅猛发展，机顶盒、信息家电等新产品的出现让人们开始关注嵌入式系统，嵌入式浏览器也随之开始被关注。浏览器主要完成实现下载网页，解析网页脚本语言，最后再合理的显示给用户的任务。WAP(wireless Application Protocol)，即无线应用协议，亦称无线互联网协议。WAP协议的功能：用户只要使用具有WAP功能的移动终端诸如移动电话之类的无线客户端，就会像电脑IE、搜狗等PC浏览器一样，查看各种网页信息，展示Intemet内容。WAP由一系列通信协议组成。WAP的协议栈采用了层次化设计，从而为应用系统的开发提供了一种可伸缩和扩展的环境。每层协议栈均定义了相应的接口。可被上一层协议所使用，也可被其他服务或应用程序所直接应用。WAP的各层协议如图1所示。

    本文分析了WAP嵌入式浏览器的主要功能模块、工作流程、总体设计，重点分析解析模块和布局模块，最后展望WAP浏览器发展未来。

1 嵌入式浏览器概述
    一般情况下，嵌入式浏览器包括两个功能：一是支持如HTTP、WAP传输协议；二是能够在嵌入式设备中运行传输协议，并有标记语言的功能以及能够根据使用者的需求进行处理各种情况。
1．1 浏览器功能模块
    如图2所示，在本文设计中，浏览器主要模块有：绘图模块、布局模块、数据处理模块、DOM树模块。这样做的目的是确定分层体系结构，使每个层和相邻的进行交流，和不相邻的不进行交互，符合软件工程“高内聚，低耦合”的思想。其中：
    绘图模块：利用对XML文件解析的结果生成DOM树和布局模块(RENDER)树，同时生成浏览器窗口及相应的控件，并在屏幕上排版显示。
    布局模块：对生成的DOM树中得到样式的有关信息，如居中，字体等，组织布局、显示XML元素等内容。数据处理模块：数据处理模块包括处理XML和images。对访问的网页XML文件进行解析处理，包括表格、图片、文字并生成相应的DOM树。

    DOM树模块：DOM(文档对象模型)是XML文件解析后的结果。它的内容包括了当前XML文件中所有的元素、元素的子元素、元素的属性、元素的样式、元素的事件等。在对象树模型中，文件的每一节点都被称为属性。而且它是完整的，对文件最小细节它都允许进行模型化而且可以访问。它也是对修改最不敏感的一种模型。
1．2 网页工作流程
    数据从URL发出一个网页请求，提交到通信模块，通信模块得到数据之后，交给数据处理模块进行解析。生成DOM树，然后布局模块会根据DOM树上的节点进行布局整理，同时将布局信息存储到DOM树中，最后绘图模块会对客户端进行绘制。一般情况下，浏览器中看到的就是绘图模块的绘制效果。页面访问流程如图3所示。

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2 嵌入式浏览器系统设计
    在嵌入式浏览器设计时中考虑了C／S(Client／Server)结构，即客户机和服务器结构。它是软件系统体系结构，通过它可以充分利用两端硬件环境的优势，将任务合理分配到Client端和Server端来实现，降低了系统的通讯开销。在此设计中，解析处理和文字布局均在server处理，最终显示在client端。
2．1 解析处理
    获得WML文件之后，开始读取WML文件，获取字符，判断是否是“<”字符。如果是，就继续判断是否是标签开始符。如果是起始标签，获取元素的属性，比如属性值和属性名称等，属性由WML文档的DTD定义。也就是程序自动判断是文本格式、图片格式、表格格式、还是其他格式，根据格式类型进行不同的解析。最后，将当前状态以及参数值进行存储，依次循环，直至循环结束，生成DOM树。具体流程如图4所示。

2．2 布局处理
    所谓布局模块，就是处理WML语法和DOM树，树的每个结点是一个对象，包含着对象的所有属性设置信息。最后提交到绘图模块，由绘图模块进行处理，显示出来网页信息。
2．2．1 文字布局
    由图2可知，布局层位于解析和绘图之间，用来对语义分析后的文档内容进行排版处理，将网页内容以适当的方式排放在显示屏幕上。
    WML语言的文字排版控制较少，只有居中、左对齐和右对齐3种方式；其次WML语言的表达控制也很弱，只有em：加强(斜体)、strong：加重(斜体)、i：斜体、b：加粗、u：下划线、big：大字体(字体加大一号)、small：小字体(字体减小一号)等7种文字表达方式。
2．2．2 图片布局
    img元素是图片元素。一般情况下，img元素的src属性值会是通过URL指向一个图片，该图片就是需要显示的图片，而img的排版会优先考虑其width属性值和height属性值，如果两个属性值都存在，则按照其属性值中相应的值进行排版，显示相应的属性值的图片；如果仅有一个属性值，则缩放实际照片的属性值，显示图片；如果img元素没有这两个属性，则排版的照片为实际宽高；当仅有一个属性值或没有width属性和height属性时，该img元素的排版会被跳过，同时相应的图片URL会进入下载队列，等待该图片下载成功后，对当前的页面进行重新排版。

3 结果及分析
    本文主要针对支持Java的嵌入式浏览器的设计与实现。系统以J2ME为开发平台，通信协议没有采取HTTP协议，而是采取以WAP协议作为协议栈，以WML为标记语言作为网页数据的表现形式，在嵌入式浏览器中实现方便、丰富的多媒体信息浏览服务。
    在仿真结果中，如图5所示，图片为访问外网的百度页面，而且有前进、后退、刷新标志，均说明此应用能够在嵌入式设备中实现。如果用户为了节省流量，可以考虑切换到极简版本，也就是解析过程中没有处理解析图片，只是简单解析文字。由于HTML网页中，百度logo图片要大于屏幕大小，所以进行压缩之后进行显示。在此设计中，图片下载完整，能够完整显示出来。

4 总结
    通过测试，本浏览器的模块可移植性很好，解决了传统浏览器的可移植性困难以及带宽比较窄、屏幕比较小的问题。同时，该浏览器针对嵌入式系统应用进行特殊设计，省去了一些不实用的、冗余的和影响系统效率的模块，具有可移植性、运行效率高等特点。