远程控制实验室多Agent模型的研究与实现

论文摘要

远程实验室可以分为虚拟现实实验室和远程控制实验室。虚拟实验室是采用虚拟仿真技术实现的开放式实验系统,虚拟实验室由虚拟试验台、虚拟器材库和开放式实验管理系统组成,几乎或完全没有实验设备,用户进行实验得到的是理想的数据;远程控制实验室是通过网络技术异地共享实验设备,用户可以真实的在实验设备上进行操作控制,能够得到直观的实验数据和结果。为了给用户营造一个实际的实验氛围,提高实验学习的动手能力,所以本文提出构建一种基于多Agent模型的远程控制实验系统。本文针对远程控制实验室的应用需求,主要做了以下工作:研究分析了多Agent系统结构模型,多Agent系统是指由一组具有自主性、交互性、反应性、主动性和推理规划能力的智能Agent组成的计算机系统。Agent之间通过相互通信、协商、合作共同完成对某一问题的求解。由多Agent技术构建了远程控制实验室多Agent模型,根据各个Agent的功能和结构,可以将多Agent系统划分为:用户Agent、安全性Agent、任务规划Agent、实验调度Agent、视频传送Agent、协作实验Agent。依靠上述多Agent系统的构建方案,针对嵌入式实验室的驱动控制实验,设计了基于UP-TECH S2410/P270 DVP开发平台的8字数码管与点阵数码管实验、LED灯实验、中断实验、A/D接口实验、直流电机实验等。结合上面的设计工作,设计并实现了远程控制实验室多Agent系统,实现了对远程实验设备的控制操作。目前远程控制实验系统已经成功运行,它能有效地解决高校内部学生数量庞大,而实验室教学设备仪器资源紧张的问题,能够让用户不受时间和地点的约束,通过网络操作实验设备,获得实践学习的经验。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 课题来源
• 1.3 背景及意义
• 1.4 国内外研究现状分析
• 1.5 本论文的主要工作内容
• 第2章 远程控制实验室模型分析
• 2.1 引言
• 2.2 远程控制实验室功能描述
• 2.3 远程控制实验室的系统架构
• 2.4 远程控制实验室模型设计
• 2.5 多Agent系统的合作
• 2.6 系统规划设计
• 2.6.1 用户Agent
• 2.6.2 安全性Agent
• 2.6.3 任务规划Agent
• 2.6.4 实验调度Agent
• 2.6.5 视频传送Agent
• 2.6.6 协作实验Agent
• 第3章 嵌入式控制实验
• 3.1 引言
• 3.2 8 字数码管与点阵数码管实验
• 3.3 LED实验
• 3.4 中断实验
• 3.5 A/D接口实验
• 3.6 直流电机实验
• 第4章 多Agent系统的实现
• 4.1 前言
• 4.2 基于TCP/IP协议的数据通信
• 4.2.1 通信协议的选择
• 4.2.2 通讯机制的设计
• 4.3 通讯协议的设计
• 4.4 多Agent系统的实现
• 4.4.1 客户端软件的设计与实现
• 4.4.2 实验管理服务器软件的设计与实现
• 4.4.3 实验平台软件的设计与实现
• 4.5 数据库的设计与实现
• 第5章 测试与结果
• 5.1 实验测试环境
• 5.2 实验测试结果
• 5.3 实验结论
• 结论
• 参考文献
• 致谢