安全防范系统虚拟实验设计

摘 要 ：虚拟实验室是虚拟现实技术在教育领域中的应用,从中取得的教学效果等于甚至高于真实实验的教学效果.通过安全防范系统虚拟实验,可实现在开放式虚拟实验环境下进行各种安全防范系统组建虚拟操作实验的功能.它的开发和有效应用,将有效推动校园实训基地的建设.

关 键 词 ：安全防范系统；虚拟实验；FLASH

中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）12-0212-02

本系统提供一个开放式的虚拟实验环境,模拟多种安全防范系统实验室中使用的设备,以虚拟操作环境为平台,基于FLASH技术实现虚拟实验设计,供使用者完成安全防范系统组建虚拟实验,以解决教学资源不足的矛盾.

一、系统简介

1.系统功能.本系统主要实现安全防范系统的虚拟实验操作.使用者可进行非写作实验,允许自行制订实验方案,根据自己的思路进行设备选型、安装连线、调试运行、故障检测等各种操作的实验,并能完成实验报告.

2.系统业务流程.系统业务流程如图1所示.

二、安全防范系统虚拟实验基本设计思想

安全防范系统虚拟实验通过虚拟实验环境,实现完成非写作虚拟实验的功能.在物理实验室中所做的安全防范系统实验,主要是在各种情景下进行安全防范系统的组建实验,因此虚拟实验的基本操作步骤是：根据实验要求,选择相应的设备添加至实验平台,调整成适当的尺寸后放置在相应位置上.然后通过相应的线缆进行各设备接线端子间的连线.最后根据实验方案,进行该系统的调试.

1.设备添加及位置、尺寸调.基于非写作实验的特点,在系统搭建的过程中,设备的摆放是不固定的,要根据实验者的意愿任意放置,所以要求设备能随着鼠标任意拖动.本平台的所有设备模型均为通过Photoshop技术编辑加工后的实物图片,以设备的接线端子面板图片或控制面板图片的形式显示在用户界面中,因此添加设备的操作实质上是通过FLASH技术实现图片的自由拖动操作.如果实验中所使用的设备较多,还会涉及改变图片尺寸的操作.自由拖动图片操作的实现方法是：把图片先放到一个按钮中,再把这个按钮放到一个电影剪辑中,最后对其进行编程.代码编写主要借助ActionScript脚本语言中的startDrag（）方法和stopDrag（）方法实现.其中,startDrag（）方法在鼠标按钮被点击下的on（press）事件中调用,并由四个控制变量规定它的拖动范围,由此实现图片开始拖动；stopDrag（）方法在鼠标按钮被按下并松开以后的on（release）事件中调用,由此实现图片结束拖动.改变图片尺寸操作的实现方法是：把图片先放到一个按钮中,再把这个按钮放到一个电影剪辑中,最后对其进行编程.代码设计的基本思想是在按下鼠标时记下这个电影剪辑的坐标x1、y1,松开鼠标时记下鼠标在主场景中的当前坐标x2、y2.然后通过x2-x1来确定电影剪辑的宽（width）,y2-y1来确定电影剪辑的长（height）.为了在同一张图片上实现拖动和改变尺寸的功能,可制作两个按钮放在图片的上边：一个按钮放在图片上方,拖动它即可拖动图片；一个按钮放在图片的右下角,按下它拖动即可改变图片的大小.然后再把这二个按钮及图片放入一个电影剪辑中,并调整好三者的位置及大小.

2.设备连线.本模块的所有线缆在进行虚拟实验时均通过FLASH技术绘制.在两个接线端子间连线时,界面看到的效果是：点击第一个接线端子A后,会从A发出一条线缆动画跟随鼠标的移动；点击第二个接线端子B后,在A与B之间出现一条静态的线缆,连线操作结束.连线操作的实现方法是：（1）鼠标点击第一个接线端子时获取线缆起点的坐标X、Y,并生成跟随鼠标移动的线缆动画效果.（2）鼠标点击第二个接线端子时,获取线缆终点的坐标X、Y.（3）绘制线缆,通过lineStyle（）方法设置线条样式,moveTo（）方法设置线缆的起点坐标,然后通过lineTo（）方法实现从线缆起点到终点绘制线缆.

3.系统调试.虽然安全防范各子系统调试的要求各不相同,但有一些操作是类似的,比如：虚拟视频监控系统是实现鼠标在虚拟监控画面中,移动后触碰到虚拟移动侦测探测区域时,系统能将报警信号输出至虚拟报警装置中；虚拟门禁控制是实现虚拟门禁卡在虚拟读卡机上触碰后,系统能将虚拟门锁打开；虚拟防盗报警系统是实现鼠标点击了虚拟紧急按钮,或是鼠标触碰了虚拟红外对射探测器间的虚拟布防区域后,系统将报警信号输出至虚拟声光报警器.由此可见,系统调试操作中,很重要的一种操作就是碰撞检测,其最根本的设计思路就是实现在FLASH环境,能测试到影片剪辑之间或鼠标与影片剪辑之间是否发生触碰并输出信号.因此碰撞检测的基本实现方法是：通过hitTest（）方法实现两种冲突检测.这两种冲突分别是一个点坐标是否在某一个影片剪辑范围内、两个影片剪辑对象是否冲突.影片剪辑对象冲突指的是两个影片剪辑对象在场景里是否发生重叠现象.如果发生冲突,hitTest（）方法检测结果返回的值为ture,否则为false.这个返回值则可以作为是否执行相关操作的依据.鼠标与影片剪辑的冲突检测可通过myMovieClip.hitTest（x,y,shapeFlag）实现；两个影片剪辑的冲突检测可通过myMovieClip.hitTest（target）实现.

4.实验报告提交.用户在提交实验报告时,系统首先检查实验报告的填写是否符合要求,然后系统自动获取姓名、学号、班级等信息,再与之前用户填写的实验的相关信息一起提交,最后返回提交成功的提示信息.

通过安全防范系统虚拟实验,可实现在开放式虚拟实验环境下进行各种安全防范系统组建虚拟操作实验的功能.它的开发和有效应用,将有效推动校园实训基地的建设.在目前教学条件下大幅度提高实验教学的效率,降低实验风险,提高安全性能,即有利于提高学生实训的效率,又有利于教师课堂讲解,有效的推动了课程改革建设.