基于LINUX的嵌入式浏览器的设计与实现

基于LINUX的嵌入式浏览器的设计与实现

随着 Intemet普及率的迅猛增长，浏览器成为获取信息的标准工具，并且已经为广大 Intemet用户所接受。与浏览器相配合的各类软件，如视频、音频的 Plug-in，都十分丰富。 Intemet上产生了大量的可浏览资源，也证明了浏览器这种方式的正确性，浏览器将成为网络生活中的核心。另一方面，消费电子、计算机、通信 (3C)一体化趋势日趋明显，嵌入式技术成为研究热点，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浮出水面。嵌入式浏览器可以广泛应用于 Intenet-Tv、iDVD、Web终端、数字电视机顶盒、掌上电脑等各种信息电器和便携式网络终端中，在工业控制领域也有着非常广阔的应用前景。

本文提出了一种基于 I肿 D(系统的嵌入式浏览器，并介绍了该浏览器的设计实现方法。 1系统基本原理
1.1嵌入式浏览器的基本工作流程输入 URL，通过网络读取对应 HTML文件：交给 HTML的解析器进行解析，在解析的过程中如果发现新的 URL(主要是图片、样式单以及 Jscript外部代码 )，提交给网络部分去读取；在解析的过程中形成 DOM树和 Render树；最后利用解析结果生成对应控件并排版显层次关系如图 1所示。

1.2嵌入式 LINUX系统

对嵌入式应用环境下的 LINUX系统，要求代码空间小，运行速度快，资源需求少。可以通过对通用 I删 JX系统的配置和功能代码精简得到，也可采用商业的嵌入式 LINUX。

1.3嵌入式 GUI
 
GUI(图形用户接口)是浏览器的运行平台，并提供了窗口编程的接口函数。嵌入式 GUI必须运行效率高，功能精干。常用的嵌入式 GUI有 MicroWindows、OpenGUI、QT／Enbedded、 MiniGui等。

1.4网络访问

网络访问通过 HTTP(超文本传输协议)实现浏览器与 Web服务器之间的通信，HITP规定了发送和处理请求的标准方式，规定了浏览器和服务器之间传输的消息格式及各种控制信息。

1.5 DTD

DTD(文档类型定义)定义了 HTML文件中所有的标签和属性，及标签的嵌套关系和属性的取值范围。它是解析 HTML文件的基础。

1.6 DOM
 
DOM(文档对象模型)是 HTML，文件解析的结果。它的内容包括了当前 HTML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。

1.7 RENDER树
 
RENDER树供排版输出程序使用。 RENDER．树结构与 DOM树类似，HTML解析器生成 DOM树的同时生成 RENDER树。RENDER树的内容定义了实际显示区域的嵌套关系。

2系统设计概要

2.1 HTML解析

HTML解析主要功能是分析取得的 HTML文件，辨认出标签、属性和内容，并根据 DTD定义校验元素结构关系。解析结果形成 DOM树和 RENDER树，供输出引擎排版显示。如图 2所示。

HTML解析可分为以下几个子模块：

2.1.1 DTD构建。
 
DTD定义了 HTMl。的语法规范。根据应用需要可选择 TransiTIonal DTD、FIarIleset DTD及 Strict DTD。依据 DTD规范说明，可以建立啪表格，每一个 DTD表格记录定义一种标签的基本信息，包括元素 ID、元素名、子元素列表、属性列表等。解析 HTML．必须首先构建 DTD表格。

2.1.2语法分析 HTML文件

语法分析的主要思路是：读 HTMI。缓存区。如是起始标签，分析标签内的标签名、属性和属性值，根据 [riD定义判断此标签是否能被栈顶标签包容 (为判断元素的嵌套关系。建立的一个栈表)，如合法，生成 DOM节点，如果此标签需有结束标签，此标签入栈；如包含关系不正确，放弃此标签，继续读缓存。如是结束标签，从栈顶向下查找有否对应起始标签，如有，将对应起始标签以上的栈元素出栈；如没有，放弃此标签，继续读缓存。如是标签间的文本，则放至文本缓冲区，直到读到标签时，生成文本 DOM节点，插入到 DOM树中。在生成 DOM节点时，生成对应的 RENDER节点(DOM节点与 RENDER节点不一定对应)。每个 RENDER节点代表一矩形区域，RENDER类型指明该矩形区域的特性，可分为： BlockBOX、InlineBOX、LineBOX、Anonymous BlockBOX等。在后面排版显示中将介绍各类 RENDER的使用。

2.1.3 CSS的应用

作用于标签的 CSS可分为三类：标签的缺省样式、从上层标签继承的样式、标签属性中定义的样式。它们从小到大的应用优先级是：缺省样式、继承上层标签的样式、标签属性中定义的样式。在生成 DOM节点时，分析以上三类样式定义．得到当前元素的应用样式单。样式的数据结构与属性类似。

2.2排版显示排版输出模块利用对 HTML文件解析的结果 DOM树和 RENDER树，生成浏览器窗口及相应的控件，并在屏幕上排版显示。排版是基于 CSS2的规范进行的。

排版显示基本原理：所有的 HTML元素在屏幕上都表示为矩形区域 (Box)。排版实际上就是把这些 Box摆到正确的位置上。 Box主要可分为 InlineBox、BlockBox。BlockBox代表一个矩形容器框，Linline box表现为文字、图片等具体内容形成的矩形区域。一个 Block Box的直系儿子要么全是 Block，要么全是 Inline。若一个 Block Box的儿子中，既有 Block又有 Inline，就要包装一层．即把 inline box用一个 Block Box包起来。这个自动产生的 Block Box就是所谓的 Anonymous Block Box。若一个 Lnline：Box有 Block Leve的儿子，那么它自己也应转为 Block level。即 Inline Box不可能有 Block Box做儿子。 (Block box和 Inline box的包含关系要求的实现在前面生成 RENDER节点时解决)一个 Box可以在三种定位方式下进行排版：常规定位、绝对定位、浮动定位。通过元索的属性 posiTIon和 float可以设置定位方式。

2.3网络访问

利用 LINUX系统的 HTTP函数库，实现浏览器与 WEB服务器的通讯。为了管理多个通讯请求，需要建立任务队列。请求得到响应后，响应结果放在缓冲区，发送消息回对应控件，由控件的处理函数分析响应内容。原理如图 3所示。
 

主要接口函数： AddJobTbQueue(struct Job*Job)：加入新任务到任务队列  GetHTMLFile()；利用 HTTP函数实现任务队列的头个任务  NetworkContml()：任务调度

3系统功能特点及实现情况此系统设计实现了浏览器的基本功能，能够满足一般嵌入式环境的需要。在优秀的嵌入式 GUI上开发项目，可以借用最新的科研成果，加快开发进度。系统结构简单，易于实现。代码量较小，资源占用较少。在国产著名自由软件 MiniGUI下已成功实现。

4结语

本文的创新点是基于现有的嵌入式 GUI，利用系统的 HTEP函数库实现网络访问，根据文档类型定义和层叠式样式表规范，解析 HTML文件和排版显示。设计与实现了基于 LINUX系统的嵌入式浏览器的基本功能，满足一般嵌入式环境的需要。其次，本系统简单，易于实现，代码较小，资源占有较少。

参考文献
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[4]张科. 多接口嵌入式 Web服务器的设计与实现 [D].南京理工大学 ,2007.7