CPS(信息-物理融合系統,Cyber-Physical Systems)是一個綜合計算、網路和物理環境的多維複雜系統,通過3C(Computation、Communication、Control)技術的有機融合與深度協作,實現大型工程系統的實時感知、動態控制和信息服務。微機化程式是指基於CPS系統之上開發的程式。
基本介紹
- 中文名:CPS套用和微機化程式
- 外文名:Applicationof CPS and computer program
CPS概況,CPS的套用,
CPS實現計算、通信與物理系統的一體化設計,可使系統更加可靠、高效、實時協同,具有重要而廣泛的套用前景。近年來,CPS不僅已成為國內外學術界和科技界研究開發的重要方向,預計也將成為企業界優先發展的產業領域。開展CPS研究與套用對於加快我國培育推進工業化與信息化融合具有重要意義。
CPS概況
CPS是物理過程和計算過程的集成系統,是人類通過CPS系統包含的數字世界和機械設備與物理世界進行互動,這種互動的主體既包括人類自身也包括在人的意圖知道下的系統。而作用的客體包括真實世界的各方面:自然環境、建築、機器、同時也包括人類自身等。CPS是一個分散式異構系統,它不僅包含了許多功能不同的字系統,而且這些子系統之間結構和功能各異,而且分布在不同的地理範圍內。各個子系統之間要通過有線或無線的通信方式相互協調工作。
CPS具有自適應性、自主性、高效性、功能性、可靠性、安全性等特點和要求。物理構建和軟體構建必須能夠在不關機或停機的狀態下動態加入系統,同時保證滿足系統需求和服務質量。比如一個超市安防系統,在加入感測器、攝像頭、監視器等物理節點或者進行軟體升級的過程中不需關掉整個系統或者停機就可以動態升級。CPS應該是一個智慧型的有自主行為的系統,CPS不僅能夠從環境中獲取數據,進行數據融合,提取有效信息,並且根據系統規則通過效應器作用於環境。
CPS的套用
CPS系統把計算與通信深深地嵌入實物過程、使之與實物過程密切互動,從而給實物系統添加新的能力,這種CPS系統小如心臟起搏器,大如國家電網。由於計算機增強的(computer-augmented)的裝置無處不在,CPS系統具有巨大的經濟影響力。如家居、交通控制、安全、高級汽車、過程控制。環境控制、關鍵基礎設施控制(電力、灌溉網路、通信系統)、分散式機器人、防禦系統、製造業、智慧型構造、交通系統均能夠從CPS系統中有效地獲益。家居技術將提高老人護理並有效控制與日俱增的護理花費。減少國家能源依賴。CPS為未來生活帶來的積極地潛在的價值。