基于移動agent的網(wǎng)絡(luò)智能控制仿真平臺

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　在現(xiàn)代工業(yè)控制中，由于生產(chǎn)設(shè)備和控制中心的廣域性分布，遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)被廣泛應(yīng)用[1]。本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于移動Agent技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)仿真平臺，并在該網(wǎng)絡(luò)仿真平臺上實(shí)現(xiàn)了新型智能控制算法。</p><p>　　首先，在了解網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，分析了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的功能需求，提出基于移動A

2、gent技術(shù)的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)架構(gòu)，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的軟件的總體框架。</p><p>　　其次，為了加強(qiáng)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的功能，開發(fā)了基于Web網(wǎng)頁的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)仿真平臺，包括平臺的軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)和ActiveX的功能開發(fā)。并對基于移動Agent的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方法，以及在Web頁面中嵌入開發(fā)的ActiveX控件的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行闡述。</p><p>　　然后，基于神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)的激素調(diào)節(jié)機(jī)

3、制，設(shè)計(jì)研究了一種新穎的智能優(yōu)化控制算法，并在遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制平臺上仿真實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　最后，總結(jié)了本文的主要工作，并對下一步工作進(jìn)行展望和規(guī)劃。</p><p>　　關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)控制，移動Agent，神經(jīng)內(nèi)分泌，智能控制</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Because

4、of the widely distribution of process equipments and control devices in modern industrial control, remote control is widely applied to improve product quality. In this thesis, we design and carry out a simulation platfor

5、m for the networked control system based on the mobile agent technique, and implement a novel intelligent control algorithm in the platform.</p><p>　　First, we make a survey on the development of networked c

6、ontrol system, summarize the function of the networked control system. We also design the framework of remote networked control system based on the mobile agent and the scheme of the system software.</p><p>

7、　　Second, in order to improve the performance of the remote control system, we design a Web-oriented simulation platform for networked control system, including the software design and the development of the ActiveX.<

8、/p><p>　　Third, we design a novel intelligent control algorithm based on the hormone modulation of the neuroendocrine system, and examine its control performance through the network control simulation platform.

9、</p><p>　　Finally, we conclude this thesis, and present the plan on the advance development.</p><p>　　Keywords: Network control system, Agent, Neuroendocrine, Intelligence control. </p>&

10、lt;p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　ABSTRACTII</p><p><b>　　前言1</b></p><p>　　第1章 緒 論2</p><p>　　1

11、. 1 研究目的及意義2</p><p>　　1. 2 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀2</p><p>　　1. 2. 1 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)2</p><p>　　1. 2. 2 智能技術(shù)3</p><p>　　1. 3 論文的章節(jié)安排3</p><p>　　第2章 網(wǎng)絡(luò)控制原理及其技術(shù)5</p&g

12、t;<p>　　2. 1 引言5</p><p>　　2. 2 網(wǎng)絡(luò)控制的原理5</p><p>　　2. 3 基于移動Agent的網(wǎng)絡(luò)控制6</p><p>　　2. 4 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的規(guī)范-----Socket8</p><p>　　2. 5 小結(jié)9</p><p>　　第3章 網(wǎng)絡(luò)

13、控制系統(tǒng)的總體架構(gòu)10</p><p>　　3. 1 引言10</p><p>　　3. 2 總體架構(gòu)及其實(shí)現(xiàn)思想10</p><p>　　3. 3 服務(wù)器端/客戶端工作流程11</p><p>　　3. 4 小結(jié)12</p><p>　　第4章 網(wǎng)絡(luò)控制的程序設(shè)計(jì)及其實(shí)現(xiàn)13</p>

14、<p>　　4.1 引言13</p><p>　　4. 2 網(wǎng)絡(luò)控制的程序設(shè)計(jì)13</p><p>　　4. 2. 1 Windows環(huán)境下的程序設(shè)計(jì)13</p><p>　　4. 2. 2 基于網(wǎng)頁的網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)17</p><p>　　4. 3 基于移動Agent技術(shù)的遠(yuǎn)程控制的實(shí)現(xiàn)20</p>

15、;<p>　　4. 4 小結(jié)24</p><p>　　第5章 新型智能控制算法的研究及網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)25</p><p>　　5. 1 引言25</p><p>　　5. 2 神經(jīng)內(nèi)分泌腎上腺激素的調(diào)節(jié)原理25</p><p>　　5. 2. 1 腎上腺激素調(diào)控過程25</p><p>　　

16、5. 2. 2 激素調(diào)控理論26</p><p>　　5. 3 新型智能控制器的設(shè)計(jì)27</p><p>　　5. 3. 1 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)27</p><p>　　5. 3. 2 智能控制規(guī)律的設(shè)計(jì)28</p><p>　　5. 3. 3 遺傳算法構(gòu)造非線性函數(shù)30</p><p>　　5. 3.

17、 4 計(jì)算機(jī)仿真及結(jié)果31</p><p>　　5. 4 小結(jié)32</p><p>　　第6章 網(wǎng)絡(luò)控制仿真平臺的設(shè)計(jì)及其仿真結(jié)果33</p><p>　　6. 1 網(wǎng)絡(luò)控制仿真平臺的設(shè)計(jì)33</p><p>　　6. 1. 1 網(wǎng)絡(luò)控制仿真平臺的硬件設(shè)計(jì)圖33</p><p>　　6. 1. 2

18、 網(wǎng)絡(luò)控制仿真平臺的設(shè)計(jì)流程圖33</p><p>　　6. 1. 3 網(wǎng)絡(luò)控制仿真平臺的效果圖35</p><p>　　6. 2 遠(yuǎn)程控制仿真平臺上實(shí)現(xiàn)新型智能控制算法35</p><p>　　6. 3 仿真結(jié)果36</p><p>　　第7章 總結(jié)與改進(jìn)38</p><p>　　7. 1 總結(jié)

19、38</p><p>　　7. 2 展望38</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)39</b></p><p><b>　　致 謝40</b></p><p><b>　　前言</b></p><p>　　在現(xiàn)代復(fù)雜信息環(huán)境下，越來越多的復(fù)雜控

20、制系統(tǒng)需要高度分布的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，傳統(tǒng)的DCS和FCS都很難以擔(dān)負(fù)此任，而ECS因?yàn)樽陨聿蛔愣拗屏藨?yīng)用和發(fā)展。因此在當(dāng)前形式下迫切需要研究設(shè)計(jì)各種智能控制算法，盡快解決ECS的實(shí)時(shí)性和確定問題，提高目前網(wǎng)絡(luò)控制質(zhì)量。</p><p>　　隨著生物控制論的發(fā)展，智能控制理論和生物信息處理系統(tǒng)結(jié)合得越來越緊密，并為解決許多復(fù)雜問題提供了的方法。生物信息處理系統(tǒng)是一個(gè)高度復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在通常情況下對外界物質(zhì)具有良好

21、的快速反應(yīng)性和穩(wěn)定性，具有學(xué)習(xí)、記憶和自適應(yīng)能力。因此研究各種基于生物系統(tǒng)的智能控制算法，將會對傳統(tǒng)控制理論的發(fā)展產(chǎn)生影響。本文主要研究基于生物系統(tǒng)機(jī)理的分布式網(wǎng)絡(luò)控制，在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，將展開以下工作：</p><p>　　網(wǎng)絡(luò)控制相關(guān)理論研究；</p><p>　　網(wǎng)絡(luò)控制仿真平臺體系架構(gòu)設(shè)計(jì)；</p><p>　　網(wǎng)絡(luò)控制仿真平臺軟件設(shè)計(jì)；<

22、/p><p>　　基于生物機(jī)理的新型智能算法的研究；</p><p>　　網(wǎng)絡(luò)控制仿真平臺實(shí)際應(yīng)用效果分析；</p><p>　　通過以上工作研究，進(jìn)一步掌握專業(yè)理論知識，提高理論聯(lián)系實(shí)際能力。</p><p><b>　　第1章 緒 論</b></p><p>　　1. 1 研究目的及意義<

23、;/p><p>　　網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)包括集散控制系統(tǒng)（DCS）、現(xiàn)場總線系統(tǒng)（FCS）和工業(yè)以太網(wǎng)（ECS）等，目前控制系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化、集成化、分布化、節(jié)點(diǎn)智能化等方向發(fā)展，并成為控制界研究的熱點(diǎn)[1]。在現(xiàn)代復(fù)雜信息環(huán)境下，越來越多的控制系統(tǒng)需要高度分布的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，傳統(tǒng)的DCS和FCS都很難以擔(dān)負(fù)此任，而工業(yè)以太網(wǎng)（ECS）因?yàn)樽陨聿蛔愣拗屏藨?yīng)用和發(fā)展。本課題基于生物網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)機(jī)理的分布式網(wǎng)絡(luò)控制進(jìn)行研究，建立網(wǎng)絡(luò)控

24、制系統(tǒng)仿真平臺，設(shè)計(jì)新穎的智能控制算法。因此本課題的研究具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。</p><p>　　1. 2 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　1. 2. 1 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)</p><p>　　近年來，為使集散控制系統(tǒng)（DCS）更加適合于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)，進(jìn)行了許多改進(jìn)：（1）系統(tǒng)開放化：新推出的DCS大多采用國際標(biāo)準(zhǔn)化組織開放系統(tǒng)互聯(lián) （ISO/OSI）標(biāo)

25、準(zhǔn)模型，在局域網(wǎng)內(nèi)可以與其它廠家產(chǎn)品互連；（2）采用通用工作站：現(xiàn)在DCS大多采用通用工作站，有效克服了以前各種專用工作站的弊端；（3）超大型化和微型化：最近推出的DCS針對不同的用戶需求，推出不同規(guī)格的DCS系統(tǒng)；（4）通信介質(zhì)多樣化：許多DCS 系統(tǒng)采用光纖作為通信介質(zhì)，具有良好的抗干擾能力；（5）DCS與PLC相互融合；（6）軟件不斷豐富：主要表現(xiàn)在實(shí)時(shí)多任務(wù)和圖形操作系統(tǒng)、功能豐富完善的組態(tài)軟件、各種各樣的管理軟件和先進(jìn)的控制軟

26、件包等。</p><p>　　現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）發(fā)展迅速，目前已經(jīng)開發(fā)40多種現(xiàn)場總線，如Interbus、Bitbus、DeviceNet、MODbus、Arcent、P-NET、FIP、ISP等，許多專家預(yù)測以太網(wǎng)將是它們的最終發(fā)展方向，因?yàn)槟壳耙蕴W(wǎng)技術(shù)是最符合網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)現(xiàn)場總線特點(diǎn)（數(shù)字式互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、互操作性、開放性和高網(wǎng)絡(luò)性能）的技術(shù)[2]。工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)將統(tǒng)一現(xiàn)場控制總線，是目前的研究熱點(diǎn)。但

27、是以太網(wǎng)具有通訊不確定性、實(shí)時(shí)性差、可靠性低等缺點(diǎn)，應(yīng)用于現(xiàn)場控制系統(tǒng)有一定難度。</p><p>　　1. 2. 2 智能技術(shù)</p><p>　　在近年來智能Agent技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)控制中逐漸得以應(yīng)用，但大多處于研究階段，實(shí)際應(yīng)用較少，但是Agent技術(shù)的應(yīng)用具有廣闊的前景。Agent技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)控制的應(yīng)用主要是網(wǎng)絡(luò)可靠性、確定性和分布式協(xié)作控制等方面。目前MAS技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用于城市交通

28、控制、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療和Internet網(wǎng)上信息處理等廣闊領(lǐng)域。在目前這種信息高度分布的環(huán)境下，如何充分發(fā)揮分布式網(wǎng)絡(luò)控制的作用是比較重要的。由于生物系統(tǒng)存在許多特有的控制調(diào)節(jié)機(jī)制，因此可以把這些特有的調(diào)節(jié)機(jī)制與網(wǎng)絡(luò)控制理論相結(jié)合。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊技術(shù)，近幾年來已在網(wǎng)絡(luò)控制應(yīng)用，其它智能算法如免疫算法、遺傳算法、進(jìn)化算法等也逐漸在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化控制中應(yīng)用等。智能技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)控制中的應(yīng)用研究具有很大開發(fā)空間。</p>

29、<p>　　1. 3 論文的章節(jié)安排</p><p>　　第2章主要首先分析了遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的功能需求，然后設(shè)計(jì)了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)仿真平臺軟件，提出了基于MFC CAsyncSocket類實(shí)現(xiàn)分布式網(wǎng)絡(luò)控制平臺的遠(yuǎn)程控制通訊思想。</p><p>　　第3章主要是設(shè)計(jì)開發(fā)基于Windows Sockets遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制的平臺，并實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的軟件設(shè)計(jì)。</p><p

30、>　　第4章對遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制的功能進(jìn)行完善和擴(kuò)展，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和ActiveX技術(shù)，實(shí)現(xiàn)基于Web網(wǎng)頁的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制平臺。</p><p>　　第5章基于神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)調(diào)節(jié)機(jī)制，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一種新穎的智能優(yōu)化控制算法，并通過計(jì)算機(jī)仿真對控制算法進(jìn)行了驗(yàn)證。</p><p>　　第6章是展示網(wǎng)絡(luò)仿真平臺的整體設(shè)計(jì)效果，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制平臺對控制算法的靈活調(diào)用。</p>&

31、lt;p>　　第7章對全文進(jìn)行了總結(jié)，并對下一步的工作進(jìn)行了展望。</p><p>　　第2章 網(wǎng)絡(luò)控制原理及其技術(shù)</p><p><b>　　2. 1 引言</b></p><p>　　遠(yuǎn)程控制是指管理人員在異地通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(WAN)，實(shí)現(xiàn)對遠(yuǎn)程工業(yè)過程的控制。起初使用遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)控制軟件，是為了讓PC用戶在離開辦公室時(shí)能訪問其臺

32、式PC，并進(jìn)一步訪問企業(yè)網(wǎng)絡(luò)資源。許多網(wǎng)絡(luò)管理員都采用這種軟件對局域網(wǎng)進(jìn)行管理，或者在家更新自己網(wǎng)站的內(nèi)容。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的迅速擴(kuò)大，網(wǎng)上的信息急劇膨脹，傳統(tǒng)的分布式處理技術(shù)難以滿足要求。在這種情況下，一種技能夠有效利用網(wǎng)絡(luò)寬帶、高速處理網(wǎng)絡(luò)資源的新興技術(shù)—Agent應(yīng)運(yùn)而生。</p><p>　　從用戶的角度看，Agent是能夠代表人們完成某種操作的一個(gè)程序，它允許用戶向它委派任務(wù)。而從系統(tǒng)角度看，Agen

33、t是處在一定的執(zhí)行環(huán)境中的軟件對象，它具有反應(yīng)性、自治性和目的驅(qū)動等特性。靜態(tài)Agent只在它開始執(zhí)行的系統(tǒng)上執(zhí)行，如果它需要另外系統(tǒng)上的信息，或者需要和其它系統(tǒng)交互，它會使用類似于RPC的通信機(jī)制。移動Agent并不限定在它所開始執(zhí)行的系統(tǒng)上，它具有將自己從一個(gè)系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)搅硗庖粋€(gè)系統(tǒng)的獨(dú)特能力 [3]。</p><p>　　本章主要介紹一下網(wǎng)絡(luò)控制的原理和其實(shí)現(xiàn)技術(shù)，對基于移動Agent的網(wǎng)絡(luò)控制的原理

34、進(jìn)行了闡述。</p><p>　　2. 2 網(wǎng)絡(luò)控制的原理</p><p>　　基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程控制是許多領(lǐng)域都關(guān)注的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制技術(shù)就是可以由一臺聯(lián)網(wǎng)的主機(jī)來操作聯(lián)網(wǎng)的另外一臺或多臺主機(jī)。網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)就是基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開發(fā)的客戶端（Client）/服務(wù)器（Server）程序，程序運(yùn)行后，由客戶端來操作服務(wù)器完成客戶端的請求。在本機(jī)直接啟動運(yùn)行的程序擁有與使用者（被控制端

35、）相同的權(quán)限。如果能夠啟動被控制端的控制程序，就可以使用相應(yīng)的控制端程序直接控制主機(jī)了。</p><p>　　2. 3 基于移動Agent的網(wǎng)絡(luò)控制</p><p>　　在目前Internet環(huán)境中，計(jì)算機(jī)軟件體系結(jié)構(gòu)和組織結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性不斷增加，傳統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)方法已經(jīng)無法滿足實(shí)際需要，分布式、智能化是今后軟件發(fā)展的方向。軟件分布式的目標(biāo)是要將問題進(jìn)行分解，由多個(gè)實(shí)現(xiàn)了知識共享的軟件模塊或

36、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)來共同完成問題求解，而智能化的目標(biāo)是要在智能主機(jī)之間實(shí)現(xiàn)智能行為的協(xié)調(diào)，兩者的結(jié)合就產(chǎn)生了軟件Agent的概念。</p><p>　　1977年Hewitt在研究Concurrent Actor Model時(shí)就首次提出了具有自組織性、反應(yīng)機(jī)制和同步執(zhí)行能力的軟件模型，這就是最初的軟件Agent思想。此后從70年代末到90年代初，科學(xué)家都將精力集中于對軟件Agent理論的研究，并從系統(tǒng)的角度進(jìn)行研究。目前軟

37、件Agent在研究領(lǐng)域中尚沒有一個(gè)理想的定義，但人們普通認(rèn)為：軟件Agent是運(yùn)行于動態(tài)環(huán)境的、具有高度自治能力的實(shí)體，它能夠接受其它實(shí)體的委托并為之服務(wù)，軟件Agent具有智能特性，它對環(huán)境有響應(yīng)性、自主性和主動性，以及社會特性。</p><p>　　隨著Internet應(yīng)用的逐步深入，特別是信息搜索、分布式計(jì)算以及電子商務(wù)的蓬勃發(fā)展，人們越來越希望在整個(gè)Internet范圍內(nèi)獲得最佳的服務(wù)，使軟件Agent能

38、夠在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中自由移動，移動Agent的概念隨即出現(xiàn)。移動Agent是一類特殊的軟件Agent，它除了具有軟件Agent的基本特性外，還具有移動性，即它可以在網(wǎng)絡(luò)上從一臺主機(jī)自主地移動到另一臺主機(jī)，代表用戶完成指定的任務(wù)。由于移動Agent可以在異構(gòu)的軟、硬件網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中自由移動，因此這種新的計(jì)算模式能有效地降低分布式計(jì)算中的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載、提高通信效率、動態(tài)適應(yīng)變化了的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，并具有很好的安全性和容錯(cuò)能力。</p><p

39、>　　移動Agent不同于遠(yuǎn)程過程調(diào)用（RPC），這是因?yàn)橐苿覣gent能夠從網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)移動到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)，而且這種移動是根據(jù)自身需要進(jìn)行選擇的。移動Agent也不同于一般的進(jìn)程遷移，因?yàn)橐话銇碚f進(jìn)程遷移系統(tǒng)不允許進(jìn)程主動遷移，而移動Agent卻可以在任意進(jìn)行移動。移動Agent更不同于Java語言中的Applet，因?yàn)锳pplet只能從服務(wù)器向客戶機(jī)做單方向的移動，而移動Agent卻可以在客戶機(jī)和服務(wù)器之間進(jìn)行雙向移動[3]

40、。在基于移動Agent的遠(yuǎn)程控制中，在控制端和被控制端分別設(shè)置一個(gè)Agent，其結(jié)構(gòu)如圖2.1所示。</p><p>　　圖2.1 基于移動Agent的遠(yuǎn)程控制設(shè)計(jì)</p><p>　　控制端Agent代表控制者，控制者通過Agent來獲得被控制端服務(wù)?？刂普咄ㄟ^控制端Agent向被控制端Agent發(fā)出有關(guān)控制請求，例如獲得被控制端的機(jī)器和用戶信息。被控制端Agent通過環(huán)境接口與控制端

41、Agent進(jìn)行一系列的交互，從而得知控制者請求的內(nèi)容及用戶的個(gè)性特征，然后由環(huán)境接口把這些信息轉(zhuǎn)給知識規(guī)則集?？刂贫薃gent根據(jù)被控制端Agent的特征，識別其當(dāng)前功能，并把具有最新功能的Agent傳送到被控制端，達(dá)到自我升級的效果。當(dāng)Agent在執(zhí)行過程中發(fā)現(xiàn)自己需要移動時(shí)，首先向本地的移動支持模塊發(fā)出請求并提交移動目的地址等信息，Agent執(zhí)行環(huán)境在做相應(yīng)處理后，將Agent送交移動支持模塊處理。具體過程如圖2.2所示</p

42、><p>　　圖2.2 基于移動Agent的遠(yuǎn)程控制實(shí)質(zhì)</p><p>　　2. 4 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的規(guī)范----Socket </p><p>　　80年代初，美國政府的高級研究工程機(jī)構(gòu)（ARPA）給Berkeley的California大學(xué)提供資金，讓他們在Unix操作系統(tǒng)下實(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議。他們?yōu)門CP/IP 網(wǎng)絡(luò)通信開發(fā)了一個(gè)API（應(yīng)用程序接口），這個(gè)

43、API稱為socket接口。Socket 接口是TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的API，Socket是建立在傳輸層協(xié)議(主要是TCP 和UDP)上的一種套接字規(guī)范，它定義了兩臺計(jì)算機(jī)間的通信規(guī)范。如果兩臺計(jì)算機(jī)是利用一個(gè)“通道”進(jìn)行通信，那么這個(gè)“通道”的兩端就是套接字。Socket 屏蔽了底層通信軟件和具體操作系統(tǒng)的差異，使任何兩臺安裝了TCP協(xié)議軟件和實(shí)現(xiàn)了Socket規(guī)范的計(jì)算機(jī)之間的通信成為可能。Socket接口是TCP/ IP網(wǎng)絡(luò)最為通用的

44、API，也是在Internet上進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)最通用的API。</p><p>　　也可將Socket看作網(wǎng)絡(luò)通信的一個(gè)端點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)通信至少包括兩臺主機(jī)或兩個(gè)進(jìn)程，通過網(wǎng)絡(luò)傳遞它們之間的數(shù)據(jù)。為了進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，程序在網(wǎng)絡(luò)對話的每端都需要一個(gè)Socket。兩個(gè)Socket 之間的連接可以是面向連接的，也可是無連接的。Socket接口模型采用“打開——讀——寫——關(guān)閉”方式，因此為了和一個(gè)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信，程序首先要

45、打開一個(gè)到網(wǎng)絡(luò)的連接，接著程序可以通過這個(gè)連接讀和寫數(shù)據(jù)，最后程序必須關(guān)閉這個(gè)連接。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)需要一個(gè)Socket時(shí)，必須規(guī)定此Socket的特性，并使用一個(gè)API函數(shù)請求網(wǎng)絡(luò)軟件給出一個(gè)標(biāo)識Socket的句柄。在Windows網(wǎng)絡(luò)編程中，套接字接口主要有3種類型：流式套接字、數(shù)據(jù)報(bào)套接字以及原始套接字。流式套接字定義了一種面向連接的服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了無差錯(cuò)無重復(fù)的順序數(shù)據(jù)傳輸，無長度限制。數(shù)據(jù)報(bào)套接字接口定義了一種無連接的服務(wù)，數(shù)據(jù)通過相互獨(dú)立

46、的報(bào)文進(jìn)行傳輸，是無序的，并且不保證可靠。原始套接字允許對低層協(xié)議IP或ICMP直接訪問，主要應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的測試，例如Windows帶的Ping程序，就是通過ICMP實(shí)現(xiàn)的[19]。</p><p><b>　　2. 5 小結(jié)</b></p><p>　　本章主要對網(wǎng)絡(luò)控制的原理及其技術(shù)進(jìn)行了簡單介紹。網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn)是基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開發(fā)的客戶端（client）/服務(wù)

47、器（server）程序；而網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制的原理是在本機(jī)直接啟動運(yùn)行的程序擁有與使用者（被控制端）相同的權(quán)限。如果能夠啟動被控制端的控制程序，就可以使用相應(yīng)的控制端程序直接控制主機(jī)了。通過Socket編程實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)程控制：通過一些共享軟件可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，通過共享桌面的形式，多遠(yuǎn)程主機(jī)做任何操作，就像控制本機(jī)一樣。這種控制技術(shù)在遠(yuǎn)程設(shè)備（軟件）的維護(hù)，監(jiān)控與故障診斷等方面有很大的應(yīng)用前景。</p><p>　　第

48、6章 網(wǎng)絡(luò)控制仿真平臺的設(shè)計(jì)及其仿真結(jié)果</p><p>　　6. 1 網(wǎng)絡(luò)控制仿真平臺的設(shè)計(jì)</p><p>　　6. 1. 1 網(wǎng)絡(luò)控制仿真平臺的硬件設(shè)計(jì)圖</p><p>　　網(wǎng)絡(luò)控制仿真平臺的硬件設(shè)計(jì)主要包括遠(yuǎn)程PC機(jī)、網(wǎng)絡(luò)控制客戶端、網(wǎng)絡(luò)控制器和網(wǎng)絡(luò)控制服務(wù)端。PC機(jī)通過互聯(lián)網(wǎng)，運(yùn)行遠(yuǎn)程控制界面。網(wǎng)絡(luò)控制客戶端用來進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，向網(wǎng)絡(luò)控制服務(wù)端發(fā)出控

49、制請求，并通過網(wǎng)絡(luò)控制器與網(wǎng)絡(luò)控制服務(wù)端進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，完成信息的交互，具體設(shè)計(jì)圖6.1。</p><p>　　6. 1. 2 網(wǎng)絡(luò)控制仿真平臺的設(shè)計(jì)流程圖</p><p>　　網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)仿真平臺的實(shí)現(xiàn)過程，主要通過在已開發(fā)的ActiveX控件中添加新型智能控制算法函數(shù)，并最終通過網(wǎng)頁的形式發(fā)布。具體實(shí)現(xiàn)過程如下：</p><p>　　首先以網(wǎng)頁的形式建立客戶端

50、的界面，作為網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制仿真平臺界面。然后，在網(wǎng)頁中嵌入用來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制功能的ActiveX控件，通過網(wǎng)頁運(yùn)行ActiveX控件，調(diào)用ActiveX控件遠(yuǎn)程控制程序（基于移動Agent技術(shù)），能在一定程度上提高數(shù)據(jù)傳輸效率。網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制程序完成客戶端與服務(wù)器的交互，如果服務(wù)器收到遠(yuǎn)程控制請求，就會調(diào)用算法并運(yùn)行，最后將控制的結(jié)果實(shí)時(shí)地傳回客戶端網(wǎng)頁界面上。</p><p>　　在具體的設(shè)計(jì)中重點(diǎn)開發(fā)遠(yuǎn)程控制Act

51、iveX控件，其具體設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過程如下。ActiveX控件名是Network Control，程序包含的主要類有：CNet、CNetworkApp、CNetworkCtrl、CNetworkPropPage、MySocket、 MyServerSocket、MyClientSocket。其中，CNet類的主要作用是實(shí)現(xiàn)視圖和按鈕的功能，建立遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制仿真平臺的對話框界面。用戶可以通過對話框界面進(jìn)行對服務(wù)器的遠(yuǎn)程控制，而服務(wù)器完成算法的運(yùn)

52、行，將數(shù)據(jù)傳回控制端后實(shí)時(shí)動態(tài)顯示。CNetworkApp、CNetworkCtrl、CNetworkPropPage類的主要作用是支持ActiveX控件在Web頁面上的調(diào)用以及ActiveX控件的對話框?qū)傩浴ySocket、MyServerSocket、MyClientSocket類的主要作用是使程序能夠基于移動Agent技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制功能，完成與服務(wù)器數(shù)據(jù)信息的交互。網(wǎng)絡(luò)控制仿真平臺的設(shè)計(jì)流程如圖6.2所示，</p>

53、<p>　　圖6.2 網(wǎng)絡(luò)控制仿真平臺的設(shè)計(jì)流程</p><p>　　6. 1. 3 網(wǎng)絡(luò)控制仿真平臺的效果圖</p><p>　　網(wǎng)絡(luò)控制仿真平臺的效果圖如圖6.3所示。</p><p>　　圖6.3 網(wǎng)絡(luò)控制仿真平臺的效果圖</p><p>　　6. 2 遠(yuǎn)程控制仿真平臺上實(shí)現(xiàn)新型智能控制算法</p>

54、<p>　　在遠(yuǎn)程控制仿真平臺上可以通過在開發(fā)的遠(yuǎn)程控制程序中添加控制算法，即可完成控制算法在仿真平臺中靈活調(diào)用，具體如下所述。在MySocket類中，添加成員函數(shù)CNet::arithmetic1(CString t，float *Y1)，當(dāng)服務(wù)器收到客戶端的通訊請求后，運(yùn)行遠(yuǎn)程控制程序，通過成員函數(shù)CNet::arithmetic1(CString t， float *Y1) 調(diào)用控制算法，并在服務(wù)器端進(jìn)行仿真計(jì)算，服務(wù)器

55、端完成仿真計(jì)算后將數(shù)據(jù)結(jié)果傳輸回控制端。</p><p>　　圖6.4 遠(yuǎn)程控制平臺上實(shí)現(xiàn)的效果</p><p>　　6. 3 仿真結(jié)果</p><p>　　在MATLAB上的仿真相似，對于新型智能控制算法，當(dāng)選取控制參數(shù)Kp=7.5290，Ti=0.5976，Td=2.6091時(shí)，給定值為1.2000時(shí)，經(jīng)過一定的迭代運(yùn)算次數(shù)后，最終的穩(wěn)定值是1.2。在網(wǎng)絡(luò)控

56、制仿真平臺上，每隔1秒返回一次運(yùn)算結(jié)果，實(shí)現(xiàn)動態(tài)顯示。具體的仿真結(jié)果如下：</p><p>　　給定值 ：1.2000</p><p>　　返回結(jié)果 ：1.000000</p><p><b>　　1.001416</b></p><p><b>　　1.004031</b></p>

57、<p><b>　　1.007654</b></p><p><b>　　1.012112</b></p><p><b>　　1.017252</b></p><p><b>　　1.022941</b></p><p><b>　　

58、1.029059</b></p><p><b>　　1.035501</b></p><p><b>　　……</b></p><p><b>　　1.200000</b></p><p>　　這些結(jié)果和算法在Matlab下仿真結(jié)果完全吻合，并且由于在數(shù)據(jù)通信過程

59、中運(yùn)用了移動Agent技術(shù)，使計(jì)算數(shù)據(jù)和傳遞數(shù)據(jù)過程中的數(shù)據(jù)冗余得到一定的改善，加快了數(shù)據(jù)通信的效率。</p><p>　　第7章 總結(jié)與改進(jìn)</p><p><b>　　7. 1 總結(jié)</b></p><p>　　本論文研究了基于移動Agent的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制仿真系統(tǒng)。針對網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀，提出基于移動Agent的遠(yuǎn)程控制方法；詳細(xì)設(shè)

60、計(jì)了基于移動Agent的遠(yuǎn)程控制的軟件總體框架以及結(jié)合Web頁面完成系統(tǒng)仿真平臺。最后，在遠(yuǎn)程控制仿真系統(tǒng)平臺上進(jìn)行智能控制算法的研究和實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　本文開發(fā)的基于移動Agent的遠(yuǎn)程控制仿真系統(tǒng)，其主要的特點(diǎn)有：</p><p>　　（1）基于Socket( )技術(shù)開發(fā)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)平臺開發(fā)，有利于在遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)平臺上的數(shù)據(jù)傳輸；</p><p>　　

61、（2）開發(fā)了基于網(wǎng)頁的ActiveX控件，使遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的平臺能夠嵌入網(wǎng)頁中運(yùn)行，使遠(yuǎn)程控制能夠在互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行；</p><p>　　（3）基于神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)腎上腺激素的調(diào)控原理，提出了一種新穎的智能非線性優(yōu)化控制算法，并通過遠(yuǎn)程控制仿真系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其功能。</p><p><b>　　7. 2 展望</b></p><p>　　本文遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制

62、仿真系統(tǒng)還存在一些不足之處：</p><p>　?。?）當(dāng)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)斷開后，控制系統(tǒng)無法適時(shí)設(shè)置斷點(diǎn)，須待網(wǎng)絡(luò)重新連接繼續(xù)通訊；</p><p>　?。?）網(wǎng)頁操作和控制功能還不夠完善。</p><p>　　針對遠(yuǎn)程控制中可能出現(xiàn)的多線程通信沖突，希望用設(shè)優(yōu)先級的方法加以改善，在以后的工作中做進(jìn)一步提高。將來考慮基于移動Agent技術(shù)，對網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的可靠性問題進(jìn)行研

63、究。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 陽憲斌，現(xiàn)場總線技術(shù)及其應(yīng)用 [M]，清華大學(xué)出版社，1999.</p><p>　　[2] 鄔寬明，現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用選編 [M]，北京航空航天大學(xué)出版社，2004</p><p>　　[3] 張?jiān)朴?，移動Agent及其應(yīng)用 [M]，清華大學(xué)

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