分散非同期連携処理による複数のDCファン制御の試み

The 17th PSE Workshop’14
分散非同期連携処理による複数のDCファン制御の試み
AN EXPERIMENT IN A CONTROL OF MULTIPLE DC-FANS
BY A DISTRIBUTED ASYNCHRONOUS COOPERATION PROCESSING
早勢欣和1)，川田重夫2)
Yoshikazu Hayase and Shigeo Kawata
1)工修富山高等専門学校電子情報工学科 (〒933-0293 富山県射水市海老江練合1-2, [email protected])
2)工博宇都宮大学大学院工学研究科 (〒321-8585 栃木県宇都宮市陽東7-1-2, [email protected])
We can develop a simple PSE (Problem Solving Environment) based on web technology. Such a web
based PSE is constructed in some web modules deployed to distributed web servers and clients on
network. WAPSE is a middleware for developers to build an asynchronous module cooperation system
as a web based PSE. Even if each web module is simple, a web based PSE behaves intricately because
of asynchronous cooperation among distributed web modules. By the way, a DC-FAN makes a
monotonous air flow with only on-off control. However, it is thought that multiple DC-FANs can make
an intricately air flow with asynchronous control, even if on-off. In this paper, we report an experiment
of the asynchronous on-off control of multiple DC-FANs using WAPSE.
Key Words: Web based System, Distributed Processing, Web based scientific computation, PSE
1．はじめに
WAPSE(Web based Agents as PSE)
1) ~ 4)
は，複数のWeb
2．WAPSEにおけるシステムの振る舞い
WebベースPSEを，有向グラフ G で表す(式(1))．
モジュールをネットワーク上の複数の Web サーバや
G  V , A
AJAXが動作するWebブラウザを有する端末に分散配置
し，それぞれが自律的に活動し連携を繰り返すことで問
題解決を行うWebベースPSEを構築するために開発した
ミドルウェアである(図1)．
これまでの取り組みから，複数のWebモジュールを非
ここで V はWebモジュールの集合(式(2))， A は各モジ
ュール間における連携の関係の集合(式(3))を表す．
V  v | v  web modules of a Web based PSE (2)

同期で連携処理させることで，たとえそれぞれが単純に
Webモジュールに限った現象でなく，非同期連携処理の

G.result  G n  V n , An
Module: XML
AJAX
PSE Application
Strategy Data
Link
Agent:
XM L
Visualization
Module: XML
AJAX
using canvas Strategy
Strategy
Data
Link
DataXM LLink
Agent:
Visualization
Module:
XML
using canvas
PHP Strategy
Strategy
DataDataLinkLink
Module: XML
PHP
Strategy Data
Link
WAPSE: Middleware for Modules ’ cooperation
Web Server: Apache, PHP, JavaScript, HTML5, etc
OS: Ubuntu, CentOS, etc.
図1 WAPSEのアーキテクチャ

(4)
各Webモジュールの，それぞれのステップ ni における
振る舞いは式(5)で表される．
  
n
PSE Application
(3)
WebベースPSEの解の一部となる(式(4))．
て検討し，複数のDCファンのオン・オフ制御を非同期に
今回は本実験の概要について報告する．


任意のステップ n におけるグラフ G の状態そのものが
特性であると言える．この複雑な振る舞いの応用につい
行うことでどのような風が発生するかについて試みた．

A  vi v j | vi , v j  V , i  j
しか振る舞わないものであるとしても，集団としては複
雑な振る舞いを示すことが判明している．このことは，
(1)
Other
Services

V ni  vi i  v j i | vi v j  Ani  v j vi  Ani
n 1
vi i
n
 

(5)
 vi i .strategy V ni
i は，各Webモジュールが様々な要因により必ずしも
すべてのWebモジュールから情報が得られないことや，
各Webベースエージェントの状態は常に変化し続けてい
るので得られた情報がそのときの最新のものでないこと
を示している(式(6))．
i   ni  ni , ni 
(6)
3．複数DCファンの非同期連携制御の試み
3.1
実験装置構成
複数のDCファンの制御を実際の動作を確認しながら
アルゴリズムを構築するための支援教材として試作した
実験装置(図2)を用いて，非同期連携制御の実験を行った．
DC Power
Single Board
Computer
DC FAN
図5 WAPSEで使用するWebサーバ定義ファイル
Camera
3.3
図2 試作実験装置概観
実験概要
DCファンとカメラの間に煙を発生させることで，風の
状態を確認できるようした．DCファン制御によるファン
実験装置では，DCファンをオン・オフ制御するために
の状態とを合わせてカメラで動画撮影して観察を行った．
GPIOを有するシングルボードコンピュータを使用した．
WAPSEでは，デプロイ済みのWebモジュールを一斉起動
WAPSEによるシングルボードコンピュータを用いた
することがユーザPCのWebブラウザからワンクリック
WebベースPSEシステム構成概念図を図3に示す．
で行うことができるが，このときカメラの録画を開始す
るようにして撮影した．
Campus LAN
http
Management
Server
WAPSE
Deploy System
http
Processing
Machine
WAPSE
http
Processing
Machine
WAPSE
http
Processing
Machine
WAPSE
http
Processing
Machine
WAPSE
4.
おわりに
これまでの取り組みで，WAPSEによる非同期連携に起
Modules
Pool
Module
Module
Module
Module
因する特性を持つWebベースPSEでは，Webモジュールの
PHP
PHP
PHP
PHP
PHP
連携パターンが振る舞いに影響することが，数値データ
GPIO
Control Circuit
GPIO
Control Circuit
GPIO
Control Circuit
GPIO
Control Circuit
としては判明していた．今回，複数のDCファンを非同期
連携で制御することを試みることで，実際に振る舞いが
Camera
DC-FAN
DC-FAN
DC-FAN
DC-FAN
図3 WebベースPSEシステム構成概念図
変化することを，目視だが風の変化で確認できた．今後
は， n 個のWebモジュールにおける n n1 通りのパター
2
ンと，風の状態の関連について調査する予定である．
図4に，DCファン制御のために用いた回路図を示す．
参考文献
1) 早勢欣和，川田重夫: WAPSEによる非同期分散連携シ
ステムの特性に関する検討, 計算工学講演会論文集，
第19巻, ISSN 1342-145X, F-11-5, 2014
2) 早勢欣和，川田重夫: 複数のコンピュータによるWeb
ベースPSEのためのミドルウェア: WAPSE, 第16回問
題解決環境ワークショップ論文集, pp.18-23, 2013
3) Yoshikazu Hayase, Shigeo Kawata: A Middleware WAPSE
図4 GPIOポートを用いたDCファン制御回路
for a Web-Based PSE Development Support by Module
Cooperation, International Workshop on Data-Intensive
3.2
非同期制御のための Web ベース PSE
複数DCファンの非同期連携制御を対象としWAPSEに
Scientific Discovery(DISD), 2013
4) Yoshikazu Hayase, Shigeo Kawata: A Middleware for
よるWebベースPSEを構築した．各Webモジュールは非同
Problem
期連携処理を行い，合わせてその状態に応じGPIOポート
Computers Using Web-based Agents Cooperation: WAPSE,
を制御する．そこで，WAPSEで使用するWebサーバ定義
IJIIP: International Journal of Intelligent Information
ファイルにGPIOポート情報も追加するようにした(図5)．
Processing, Vol. 4, No. 1, pp.79-90, 2013
Solving
Environment
on
Heterogeneous

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