Laufzeitumgebung für Software-Agenten auf RFID-Basis

Abstract

In der Fertigungsautomatisierung bestehen Bestrebungen durch Software-Agenten Produktionsabläufe flexibler zu gestalten. Um einen Agenten physikalisch mit einem Produkt zu verbinden und dort zur Ausführung zu bringen, muss dieser auf einem aktiven RFID-Transponder betrieben werden. Dazu ist eine spezielle Agentenlaufzeitumgebung nötig, die genau einen Agenten ausführt und mit FIPA-konformen Kommunikationsprotkollen versorgt.<br />Das entwickelte Design sieht einen modularen Aufbau und Erweiterungsschnittstellen vor. Um die Leistungsfähigkeit der Agentenlaufzeitumgebung auf einem aktiven RFID-Transponder sicher zu stellen, wurden Kernfunktionalitäten lokalisiert und mit der Programmiersprache C implementiert. Mitverwendbare Services wurden auf eine externe Plattform ausgelagert. Die Codierung der Agentennachrichten erfolgt in String- und XML-Encoding. Als Transportprotokoll dient HTTP.<br />Das Ergebnis ist ein Agenten-Framework, das es einem Anwender ermöglicht, Agentenlogik in Verhaltensobjekten aufzuteilen, welche als eigenständige Threads gestartet werden und dadurch parallele Verarbeitung von Agentenaufgaben möglich machen.<br />Auswertungen des Antwortzeitverhaltens und des Speicherbedarfs belegen die Einsatzfähigkeit des realisierten Systems auf aktiven RFID-Transpondern. Für die Überprüfung wurden die Antwortzeiten eines Agenten auf eine Anfrage über viele Iterationen betrachtet und der für den Betrieb nötige Speicherbedarf an Arbeits- und nicht-flüchtigen Speicher erhoben. Die durchgeführten Messungen dienen der Bestimmung der Leistungsgrenzen des Systems in Form der maximalen Ausführungsfrequenz.<br />Dabei zeigt sich, dass der Einsatz dieser Agentenlaufzeitumgebung einen deutlichen Leistungsvorsprung vor der vergleichbaren Agentenplattform JADE bringt.<br />

There are trends to make manufacturing more flexible by using software agents. In order to get an agent executed at the product the agent has to be hosted by an active RFID transponder. Therefore an agent runtime environment is needed to process a single agent and provide it with FIPA-compliant communication protocols. The created design determines modularity and enhancement interfaces. To ensure the performance of the agent runtime environment on the target hardware, core functionality has been localized and implemented in the programming language C. Services that can be used on other platforms have been sourced out. Agent messages are encoded in String- and XML-format and HTTP is used as transport protocol. The output is an agent framework permitting an user to devide agent logic into behaviours which are executed as separated threads and thereby enable parallel processing of agent tasks. Analysis of the response time behaviour and the memory requirements confirms the utilizability of the implemented system on active RFID transponders. Therefore the response time of an agent to a request over multiple iterations has been observed and the utilization of the main and non-vilatile memory have been analysed. The accomplished meassurements are used to determine the system borders on performance in terms of the maximazing processing frequency. Thereby it is shown, that deploying this agent runtime environment gives an advantage in performance compared to the similar agentplatform JADE.