污水處理智能化系統的Multi-Agent通信技術(shù)與實(shí)現
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3.1 通信方式的確定
MAS通信主要有四種連接方式：黑板模式、聯(lián)邦方式、廣播方式、點(diǎn)到點(diǎn)方式。通信傳遞方式有消息傳遞、方案傳遞兩種。本系統Agent之間通信前都通過(guò)Agent管理平臺提供的服務(wù)查詢(xún)機制來(lái)定位欲通信的Agent，然后兩個(gè)Agent進(jìn)行直接通信；而Agent之間傳輸的信息是互操作命令、參數和操作結果，沒(méi)有設計到方案傳遞。所以本系統采用的是點(diǎn)對點(diǎn)的消息傳遞通信方式。
3.2 通信策略
本系統中的數據服務(wù)Agent、沖突消解Agent、故障診斷Agent分別為整個(gè)系統中的其他Agent提供數據查詢(xún)和寫(xiě)入服務(wù)、沖突識別和消解服務(wù)、故障診斷服務(wù)，請求每種服務(wù)的Agent必須要先定位到服務(wù)提供者，這就要求一種服務(wù)注冊和定位機制。FIPA標準中定義了在A(yíng)gent系統中必須存在的DF(Directory Facilitator)Agent。上述三個(gè)服務(wù)提供者啟動(dòng)時(shí)就會(huì )在DF中注冊自己提供的服務(wù)，如：某個(gè)執行Agent需要沖突消解服務(wù)時(shí)，它會(huì )通過(guò)查詢(xún)DF來(lái)得到?jīng)_突消解Agent的通信地址和服務(wù)使用的互操作協(xié)議等信息，然后根據互操作協(xié)議規定的對話(huà)方式與協(xié)調Agent通信。
JADE提供了默認的DF Agent，服務(wù)提供者（如數據服務(wù)Agent）欲注冊自己的服務(wù)，其主要代碼如下：
Service Description sd=new Service Description( )；
//創(chuàng )建服務(wù)描述對象，描述服務(wù)屬性
DF Agent Description DFad=new DF Agent Description( )；
//創(chuàng )建自身描述對象，描述自身信息
Codec language=new SLCodec( )；//采用SL內容語(yǔ)言規范
Ontology ontology=Basic Ontology.getInstance( )；
//采用基本本體語(yǔ)言構建服務(wù)描述對象
sd.setName(getLocalName( ))；
sd.setType(″SwageDisposeDataService″)；//為服務(wù)命名，其他Agent查詢(xún)服務(wù)時(shí)就用此名字
sd.addProtocols(InteractionProtocol.FIPA_REQUEST)；
//服務(wù)所采用的互操作協(xié)議
sd.addLanguages(language.getName( ))；
sd.addOntologies(ontology.getName( ))；
//構建自身描述對象
DFad.addProtocols(InteractionProtocol.FIPA_REQUEST)；
DFad.addLanguages(language.getName( ))；
DFad.addOntologies(ontology.getName( ))；
DFad.setName(getAID( ))；
//使自身具有構建的服務(wù)描述對象
DFad.addServices(sd)；
try{
DFService.register(this，DFad)；//在平臺提供的默認DF中注冊自己的服務(wù)
}catch(FIPAException e){
//處理異常
}
當沖突消解Agent需要此服務(wù)時(shí)，可通過(guò)下面的代碼來(lái)搜索DF，并定位到此服務(wù)的提供者，即數據服務(wù)Agent[6]。
…… //部分變量申明與上段代碼相同
DFAgentDescription dfd[ ]；//用于存儲提供此服務(wù)的
//Agent描述信息（服務(wù)提供者可能不止一個(gè)）
//構建服務(wù)描述對象
sd.setType(″SwageDisposeDataService″)；
sd.addLanguages(language.getName( ))；
sd.addOntologies(ontology.getName( ))；
sd.addProtocols(InteractionProtocol.FIPA_REQUEST)；
DFad.addServices(sd)；
try{
dfd=DFService.search(this，DFad)；//在默認DF中搜索服務(wù)提供者
…… //與服務(wù)提供者通信
}catch (FIPAException e){
//處理異常
}
3.3 通信協(xié)議
本系統Agent之間通信都采用請求互操作協(xié)議，即ACL消息的protocol參數均為fipa-request，用UML表示的該協(xié)議流程如圖3所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/157574.htm
Agent提供服務(wù)所需的參數和操作結果都包含在A(yíng)CL消息的content參數中。
3.4 通信內容
在本系統中，Agent之間的通信內容是封裝在自定義的CSO(Communication Seriable Object)類(lèi)中，通過(guò)JADE提供的串行化接口，可將CSO對象作為ACL消息的content參數在任意Agent之間傳遞，能達到很好的可擴展效果。CSO的類(lèi)結構如下：
public class CSO implements Serializable {
private String[ ] arg；//服務(wù)參數
private float[ ] value；//服務(wù)結果
private String comment；//注釋
……
}
系統中的數據服務(wù)Agent提供數據查詢(xún)和數據寫(xiě)入服務(wù)，它根據服務(wù)使用者在CSO.arg[ ]中傳送的參數進(jìn)行實(shí)時(shí)數據庫操作，并將查詢(xún)結果存儲在CSO.value[ ]中返回給請求者。沖突消解Agent接收執行Agent的沖突識別請求(此請求不帶參數)，并根據沖突識別算法的需要請求數據服務(wù)Agent的數據查詢(xún)服務(wù)或故障診斷Agent的故障診斷服務(wù)，將消解結果命令或無(wú)沖突命令存放于CSO.arg[0]中，再向執行Agent傳送。故障診斷Agent向沖突消解Agent提供故障診斷服務(wù)時(shí)也需要從CSO.arg[ ]中獲取參數，并將診斷結果存放于CSO.value[ ]中，以表明請求診斷的故障是否出現。
本文基于FIPA-ACL提出了污水處理Multi-Agent智能化系統的通信技術(shù)，確定了其通信方式、通信策略與通信協(xié)議，并給出了JADE 3.1軟件開(kāi)發(fā)平臺上的實(shí)現方法。
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