Adatgyűjtő multiágensű rendszer pályatervezése érzékelő csomópontok között
Manapság egyre gyakoribb, hogy egy adott területről folyamatos vagy egyszeri adatgyűjtésre van szükség. Periodikus adatgyűjtésre például egy őrzött területen behatoló mozgásának feltérképezése, egy erdőben a vadak követése, vagy egy mezőgazdasági területen az időjárási elemek megfigyelése. Egyszeri adatgyűjtésre van szükség például egy katasztrófa sújtott, vagy háborús területen a túlélők felkutatása vagy a bajba jutott síelők megmentése során. Az adatgyűjtés vezeték nélküli szenzoros hálózatokkal (WSN) tehető meg a legegyszerűbben. Azonban a hálózaton belüli adatküldés nagy energia felhasználással jár, ami az akkumulátorról működő szenzorok élettartalmát, működési idejét jelentősen csökkentheti. Ezek cseréje gyakran problémás vagy nagy befektetést igényel. Ezért az adott érzékelő csomópontok közt az adatátvitelt robotokkal valósítom meg, ilyen módon nem kell távolra adatot küldeni, ami számottevően csökkenti az energiafelhasználást, és ennek következtében nagymértékben növeli a hálózat élettartalmát.
Az adatgyűjtés késleltetési idejének minimalizálása érdekében több együttműködő robot bevethető. Gyakori, hogy az egyes csomópontok meglátogatása sürgetőbb a többinél, például a súlyosabb sérültek hamarabb ellátásra szorulnak. Ebből adódóan prioritásos csomópontokról való adatgyűjtéshez is tervezek útvonalat.
A szenzoros mezőn a bázis és az érzékelő csomópontok helyzetét ismertnek tételezem fel. A periodikus útvonal tervezés megvalósításához olyan algoritmust fejlesztettem, amelynek során a robotok a bázis-csomópontból kiindulva együttesen az összes érzékelő-csomópontot bejárják, azokról az adatokat letöltik, majd a bázishoz visszaérve azokat feltöltik további feldolgozásra. Tehát a megtervezett útvonalon a robotok ismételten végig haladnak a folyamatos adatgyűjtés érdekében. Ekkor a feladat visszavezethető utazó ügynök problémára, illetve több szereplős utazó ügynök problémára, amelyet heurisztikus módszerrel, hangya kolónia algoritmussal oldok meg.
Az egyszeri adatgyűjtéshez általam kifejlesztett algoritmus működése során az ágensek meghatározott vagy véletlenszerű pontból indulnak ki, meglátogatják az összes szenzoros csomópontot onnan letöltik az adatokat majd pedig egy kijelölt pontba érkeznek meg ahova feltöltik a begyűjtött információt. Ekkor a cél egy olyan költség minimalizálása, amely a bejárási időn túl magába foglalja a magasabb prioritású csomópontok késői meglátogatásának a következményét is. Az optimalizálást ebben az esetben is hangya kolónia algoritmussal oldom meg.
A fejlesztett algoritmusokat Matlab környezetben implementáltam. Szimulációkat végeztem több különböző érzékelő mezőn, különböző számú ágenseket tartalmazó multiágensű rendszerekkel. Az adatgyűjtés hatékonyságát több különböző mérőszámmal értékeltem.
szerző
-
Szénási Sára
Villamosmérnöki szak, mesterképzés
mesterképzés (MA/MSc)
konzulens
-
Dr. Harmati István
egyetemi docens, Irányítástechnika és Informatika Tanszék
