FGFS的IO系统

jiangyy

1. FGFS 的IO系统 FGFS是一个做研究的非常优秀的系统，飞行，气动，控制等，做这些免不了要和FG进行数据交换，本文主要说说FG的IO系统，包括FG的IO架构，支持的IO协议，及与FG的通信。 1.1. FG的IO系统架构 FG支持许多IO协议，这些协议均由一个simgear的SGSubsystem模块形式实现的FGIO子系统来进行管理。这些协议在功能和作为可能有相同的以可能不同， 并且这些模块可以同时启动。在一个FG运行实例中可以同时使用多种协议与其进行通信。FG支持的协议有generic,garmin,joyclient,jsclient,native-ctrls,native-fdm,native-gui,native,nmea等等，详细的列表参见fgfs的手册。 1.2. IO架构 每个协议模块都是一个FGProtocal的子类，实现了相应的操作接口。主程序先根据命令行的参数确定要启用哪些IO协议，然后创建对应的io协议的实例，并以指定的参数初始化。 主程序起动后，使用Options对像来处理命令行参数，所有支持的参数在options.cxx:struct OptionDesc结构中定义， 该结构还定义的参数的类型， 类型是OPTION_CHANNEL的都是IO子系统的。 通过在Options::init() -> parseOption()->addOption()将参数以参数名、参数值创建一个OptionValue对像实例，保存到一个vector中。 然后主程序调用Options::processOptions() -> Optons:ptionsPrivate::processOption()来处理每个参数。如果参数类型为OPTION_CHANNEL，就将其添加到全局的FGGlobals::channel_options_list中，至此参数处理完成。 主程序在fg_init.cxx:fgInitSubssytems()中加载各个子系统，其中就包括FGIO子系统，最后调用 globals.get_subsystem_mgr().init()初始化所有注册的子系统，对于IO子系统来说，前面已经将从参数指定的要启动的IO协议保存到了列表中，在FGIO::init()中遍历已经从命令行分析到的要使用的IO协议的信息， 根据参数指定的协议创建相应的IO协议的实例，见FGIO::parse_port_config()函数. 每种协议参数配置不尽相同，后面在说. FGProtocal主类定义一操作框架的接口， 及几个主要的属性,hz: 数据更新/发送的频率； dir:数据的方向，指定FG是发送还是接收都, in 表示接收，out表示是发送；io：数据收发通道，根据协议不同，通道可以是串口，socket, 文件等，这些属性在FGIO::parse_port_config()的后半部分中设置的。 初始化完成后，就进入工作准备，当主系统调用 FGIO::update()时，IO子系统遍历已经注册的协议，分别调用每个协议的update()函数。 FG启动时设置IO系统的参数一般如下面的格式： --protocol=medium,direction,hz,medium_options,... protocol = 指定的协议名，如 native, nmea, garmin, fgfs, rul, pve, ray等 medium = IO使用的媒体，可以是 serial, socket, file， 有些协议不需要指定该参数，如httpd,就只有一个设定端口的参数。 direction = 数据方向，如 in, out，有些协议只支持输入或输出 hz = 数据更新的频率，单位秒，可以使用浮点数 medium_options 为与选择的IO像媒体相关的选项，如串口(serial)就需要指定串口的名字和波特率。 以上这些参数，不是所有的都需要，是根据使用的媒体需定和协议而定的。 1.3. IO协议介绍 本节简单介绍一下一些主机IO协议的使用方式， 只选了几个比较典型和我知道是什么的来介绍，有些协议我以不知道具体的情况，就不说了，有了解的同学请补充。下面的协议名已options.cxx中的struct OptionDesc结构中的定义为准，至于标准名是什么不于追究。使用这些协议与FG进行通信，先对SimGear的属性系统及flightgear的各种属性有所了解，就很容易使用了，当然有些协议不需要，如joyclient. 1.3.1. atcsim 这个好像需要ATC硬件支持，没法玩，以没玩过。 1.3.2. atlas atlas是一个用于显示飞行地图的程序。 1.3.3. httpd 指定了httpd 选项后，FG在运行时会在指定的端口创建一个http服务器，这样就可以有http协议访问FG的各种数据，可以使用浏览器打开http://localhost:port来打开FG的属性查看页面，并且还可以直接修改其中的一些属性。具体的属性的意义参考SimGear的手册。 1.3.4. jpg-httpd 指定jpg-httpd选项后，FG在运行时会在指定的端口创建一个简单的http服务器，当访问一个端口时，FG会返回一张当前FG运行的屏幕的截图。用浏览器访问就能看到截图。 1.3.5. native Native以是一个二进行协议，不过和前面几个不同的时，数据来由于FG运行时的全局FGInterface类对象evil_global_fdm_state，在flight.hxx文件中定义FDM(Flight Dynamics Model)中的各种数据。这些数据可能更多的是用来调试FG用，如果只是想和FG进行通信，操作飞行器，建议使用其它的一些协议，更方便使用。 1.3.6. native-ctrls Native-ctrls是一个二进制数据协议，是FG自己定义的，协议的格式在net_ctrls.hxx文件中的FGNetCtrls类定义的数据结构体，数据元素比较多，我就不一一说明了，基本上飞行器飞行相关的数据都有了，使用这个协议可以读取或控制FG中飞行器的各种功能了，如操控的，导航的等等。 1.3.7. native-fdm Native-FDM的使用方式和Native-ctrls是一样的，只是通信的数据格式有些不同，FDM的数据格式在net_fdm.hxx中的FGNetFDM结构体中定义，结构定的各字段参看源文件中的定义和说明. 1.3.8. native-gui Native-GUI协议也是和Native-ctrls差不多的，只是数据格式和含义有所不同，Native-GUI的数据格式在net-gui.hxx中的FGNetGUI结构体中定义的，结构定的各字段参看源文件中的定义和说明. 1.3.9. opengc 数据结构在opengc_data.hxx中的ogcFGData结构中定义的。OpenGC是一个多平台，多模拟器的用于开发高质量玻璃驾驶舱显示器的工具。opengc参数用于指定输出或接收符合OpenGC的数据。 1.3.10. garmin 使用Garmin协议格式数据，可以用于记录飞行器的GPS位置信息或向提供外部GPS位置信息给FG使用。协议格式可参考相关文档。 记录飞行GPS数据使用参数： --garmin=file,out,5, recordfile 或可以使用GPS数据控制FG中的飞行器： --garmin=file,in,5,recordfile 1.3.11. nmea 使用nmea协议格式的GPS数据，可以用于记录飞行器的GPS位置信息或向提供外部GPS位置信息给FG使用。协议格式可参考相关文档。 1.3.12. generic Generic是一个基于XML的协议，XML的具体格式见README.protocol文档，该协议格式一般用于记录和回放FGFS的飞机。如要记录飞机过程，可以指定参数: --generic=file,out,20,recordfile,playback。 要回放飞行记录，可以使用参数： --generic=file,in,20,recordfile,playback --fdm=external。 1.3.13. props 指定该参数，FG会在指定的端口创建一个telnet服务器. 使用telnet连接上后，可使用help查看帮助，FG的各种属性就可以向一个文件系统一个操作，可以使用ls列出属性，get/set读/修改属性值。 1.3.14. telnet 同props协议 1.3.15. pve PVE协议以字符串的形式输出roll,pitch,heave的值， roll,pitch为角度值。可以用于模拟机坐舱控制等的数据。 1.3.16. joyclient 能可以使用远程数据当驾驶杆，只支持两个轴，分别控制飞行器的升降舵和副翼。可以通过Socket或者串口，向FG发送数据，数据的格式为两个32位整数，第一个为X轴的位置，第二个数为Y轴的位置，分别取值为0-4096, 为2048为中点，小于2048表示向下偏转对应摇杆的负方向，大于2048表示向上偏转对应摇杆的正值。 1.3.17. jsclient 这个功能和joyclient差不多，只是支持的轴有4个，并且这4个轴所控制的功能不是固定的，是根据系统中配置的摇杆的前4个轴对应的功能，数据格式为6个32位整数，前4个数对应前4个轴，后两个数现在没有使用。取值为正负0x7FFFFFFF之间。 1.3.18. multiplay 使用格式为--multiplay=dir,Hz,host,port, --callsign=ABCD，多人联机飞行的连接配置，dir设为in，表示FG作为服务器运行，其他飞友连接到你们电脑一起飞行，这需要其他人能直接访问到你的IP。Hz为数据更新频率，越大数据更新快，但以需要更大的带宽。host和port，如果是服务端，指定在那个地址和端口进行监听，以接受其它人的连接，如果作为客户，指定服务器的地址和端口号。callsign为你的呼号， 在一个服务器上的飞机的呼号不能重复。 1.4. 使用实例 1.4.1. 多机同步显示 主机设置--native-fdm=socket,out,60,,5505,udp  --native-ctrls=socket,out,60,,5506,udp 其它从机设置--native-fdm=socket,in,60,,5505,udp  --native-ctrls=socket,in,60,,5506,udp  --fdm=null 1.4.2. 连机飞行 连接到mpserver01.flightgear.org进行联机飞机， 呼号为fg0001--multiplay=out,10,mpserver01.flightgear.org,5000 --callsign=fg0001 1.4.3. 记录和回放 记录-generic=file,out,20,flight.out,playback 回放--generic=file,in,20,flight.out,playback  --fdm=external 1.4.4. 串口摇杆 设置FG从串口com1(linux使用ttyS0), 以波特率9600的速率，接收joyclient协议的数据.--joyclient=serial,in,30,com1,9600 1.4.5. 启动http服务 --httpd=5501

A...周东

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既学习又高兴

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原来用了P3D是这种效果

Suckhard

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