0 一壶单片机 0

之前说的算法基本上都比较枯燥的（废话，算法都很枯燥……），这次要介绍的蚁群算法(Ant Colony Algorithm)却是一种源
于自然现象的算法，也是一种 meta heuristic，即与具体问题关系不大的优化算法，也就是它是一种用来在图中寻找优化路
径的机率型技术。Marco Dorigo于1992年在他的博士论文中引入，其灵感来源于蚂蚁在寻找食物过程中发现路径的行为。
小小的蚂蚁总是能够找到食物，他们具有什么样的智能呢？设想，如果我们要为蚂蚁设计一个人工智能的程序，那么这个程序
要多么复杂呢？首先，你要让蚂蚁能够避开障碍物，就必须根据适当的地形给它编进指令让他们能够巧妙的避开障碍物，其
次，要让蚂蚁找到食物，就需要让他们遍历空间上的所有点；再次，如果要让蚂蚁找到最短的路径，那么需要计算所有可能的
路径并且比较它们的大小，而且更重要的是，你要小心翼翼的编程，因为程序的错误也许会让你前功尽弃。这是多么不可思议
的程序！太复杂了，恐怕没人能够完成这样繁琐冗余的程序。
为什么这么简单的程序会让蚂蚁干这样复杂的事情？答案是：简单规则的涌现。事实上，每只蚂蚁并不是像我们想象的需要知
道整个世界的信息，他们其实只关心很小范围内的眼前信息，而且根据这些局部信息利用几条简单的规则进行决策，这样，在
蚁群这个集体里，复杂性的行为就会凸现出来。这就是人工生命、复杂性科学解释的规律！




下面就是实现如此复杂性的七条简单规则：

1、范围：
蚂蚁观察到的范围是一个方格世界，蚂蚁有一个参数为速度半径（一般是3），那么它能观察到的范围就是3*3个方格世界，并
且能移动的距离也在这个范围之内。
2、环境：
蚂蚁所在的环境是一个虚拟的世界，其中有障碍物，有别的蚂蚁，还有信息素，信息素有两种，一种是找到食物的蚂蚁洒下的
食物信息素，一种是找到窝的蚂蚁洒下的窝的信息素。每个蚂蚁都仅仅能感知它范围内的环境信息。环境以一定的速率让信息
素消失。
3、觅食规则：
在每只蚂蚁能感知的范围内寻找是否有食物，如果有就直接过去。否则看是否有信息素，并且比较在能感知的范围内哪一点的
信息素最多，这样，它就朝信息素多的地方走，并且每只蚂蚁多会以小概率犯错误，从而并不是往信息素最多的点移动。蚂蚁
找窝的规则和上面一样，只不过它对窝的信息素做出反应，而对食物信息素没反应。
4、移动规则：
每只蚂蚁都朝向信息素最多的方向移，并且，当周围没有信息素指引的时候，蚂蚁会按照自己原来运动的方向惯性的运动下
去，并且，在运动的方向有一个随机的小的扰动。为了防止蚂蚁原地转圈，它会记住最近刚走过了哪些点，如果发现要走的下
一点已经在最近走过了，它就会尽量避开。
5、避障规则：
如果蚂蚁要移动的方向有障碍物挡住，它会随机的选择另一个方向，并且有信息素指引的话，它会按照觅食的规则行为。
7、播撒信息素规则：
每只蚂蚁在刚找到食物或者窝的时候撒发的信息素最多，并随着它走远的距离，播撒的信息素越来越少。

下面的程序开始运行之后，蚂蚁们开始从窝里出动了，寻找食物；他们会顺着屏幕爬满整个画面，直到找到食物再返回窝。

其中，‘F’点表示食物，‘H’表示窝，白色块表示障碍物，‘+’就是蚂蚁了。

参数说明：
最大信息素：蚂蚁在一开始拥有的信息素总量，越大表示程序在较长一段时间能够存在信息素。信息素消减的速度：随着时间
的流逝，已经存在于世界上的信息素会消减，这个数值越大，那么消减的越快。
错误概率表示这个蚂蚁不往信息素最大的区域走的概率，越大则表示这个蚂蚁越有创新性。
速度半径表示蚂蚁一次能走的最大长度，也表示这个蚂蚁的感知范围。
记忆能力表示蚂蚁能记住多少个刚刚走过点的坐标，这个值避免了蚂蚁在本地打转，停滞不前。而这个值越大那么整个系统运
行速度就慢，越小则蚂蚁越容易原地转圈。

用于开发无线通讯产品。左边的是无线模块直接联PC，右边的是开发板，带MPS430CPU。

打招呼，撒娇—它會绕著你的脚，不断的用头来磨噌。你把它摆在桌上，它會用头、下巴，不断的磨你的脸。欢迎—当你回家时，它會跑到门口坐著，缓慢而幅度很大地摇晃著尾巴表示“很高兴，你回来了，欢迎欢迎”。
　　高兴—吃饱了,擦过嘴，舔过脚掌，坐定，摇尾巴，表示“我吃饱了，好满足，好高兴。”
　　信赖—它會四脚朝天，在地上翻滚，表示它完全信赖你，觉得十分安全。巡视国界—它會轻轻的、尾巴平伸的四处走动。有入侵者时，它會先探索来者意向如何。
　　好奇—用后脚站起来，耳朵朝前倾，尾巴垂下，末端轻轻的摇。小心，我會生气—胡须竖，尾巴迅速的摆动，表它觉得来者不善，下一步也许是逃走，也许是进一步恐吓,甚至攻击。
　　生气—全身压低，尾巴起卷起来，双耳后压，张嘴，露出犬牙，并且出声。准备攻击—前低后半高，尾巴平伸，双耳朝前倾，爪子全露出来。这时，快逃吧，它要攻击了。
　　警戒，生气—双耳平放，身体拱起，尾巴挺直向上，全身的毛竖起。
　　迷感，烦恼愤怒—身体低低的站著，尾巴垂下，慢慢的摇动。
　　投降—朵耳垂下，尾巴卷进身子，胡须也下垂，身体缩成一团，表示服输，我投降。
　　平静无事—耳朵自然向上伸，胡须自然垂下，瞳孔细直。
　　警觉—眼睛圆睁，耳朵完全朝上，前胡须上扬。
　　专心注意—眼睛圆睁，耳朵完全朝，前胡须上扬。
　　不安，恐惧—双耳朝两侧，眼睛椭圆，瞳孔稍微放大。
　　警告，威胁—双耳又压低了些，眼睛更细，但尚未出声。
　　进一步出声警告—双耳压平，胡须上扬，脸压扁，眼睛更细。
　　攻击—双耳后压，胡须上扬，吼声出现，张牙露齿。这时，快逃吧。
　　心事重重—耳朵朝前，瞳孔稍大，胡须下垂。
　　惊喜—瞳孔圆圆的，耳朵竖直，口微开。这是猫在闻到厨房里有香喷喷的鱼、肉时的反应。
　　好奇—耳朵朝前，嘴是闭著的，瞳孔圆圆的。
　　呼噜呼噜—这在你抱著它抚摸它的下巴、半夜它上床，或是在伸展四肢，很懒散的时侯，就會发出呼噜声。而在它生病或痛苦时，也會呼噜。此外呼噜也可表示友好。
　　喵—低沈而温柔，表示打招呼，欢迎，心情好，答话。而大声一些时，可能是抱怨，有所乞求。
　　嘶叫—高亢的嘶叫声同时，嘴巴张开，舌头卷成圆筒状，并且有热气同时呼出。用来表示恐惧，发怒，甚至威胁对方止步。咪—噢,咪—哇—是在困惑、有所求时发出。

1. 无线抄表控制器，内置945协议。

2. 485总线抄表。

3. 无线传输数据。

4. 具备太阳能强度测量。

5. 测量电压曲线数据。