CPS基本概念(信息物理融合系统)------1

CPS(Cyber Physical Systems)中文译为信息物理融合系统,是一个综合计算、网络和物理环境的多维复杂系统，通过3C技术——即计算（Computation）、通信（Communication）和控制（Control）——的有机融合与深度协作，实现大型工程系统的实时感知、动态控制和信息服务。通过计算、通信与物理系统的一体化设计，以使系统更加可靠和高效。

CPS是借用技术手段实现人的控制在时间、空间等方面的延伸，CPS系统的本质就是人、机、物的融合计算。所以，国内又将CPS称为人机物融合系统。

信息物理系统(cyber physical systems,简称CPS)作为计算进程和物理进程的统一体，是集成计算、通信与控制于一体的下一代智能系统。信息物理系统通过人机交互接口实现和物理进程的交互，使用网络化空间以远程的、可靠的、实时的、安全的、协作的方式操控一个物理实体。

信息物理系统包含了将来无处不在的环境感知、嵌入式计算、网络通信和网络控制等系统工程，使物理系统具有计算、通信、精确控制、远程协作和自治功能。它注重计算资源与物理资源的紧密结合与协调，主要用于一些智能系统上如机器人，智能导航等。目前，信息物理系统还是一个比较新的研究领域。

（1）CPS是“人、机、物”深度融合的系统

物联网突出物与物间的互联，而CPS在物与物互联的基础上，还强调对物的实时、动态的信息控制与信息服务。从目前的发展阶段看，物联网偏重工程技术，而CPS则更偏重科学研究。CPS系统的本质就是以“人-机-物”的融合为目标的计算技术，以实现人的控制在时间、空间等方面的延伸。人们又将CPS称为“人-机-物”融合系统。何积丰院士认为，CPS的意义在于将物理设备联网，特别是连接到互联网上，使得物理设备具有计算、通信、精确控制、远程协调和自治五大功能。因此，在开展物联网开发应用的同时，我们必须进一步加强对CPS技术的研究，使得物联网应用与CPS的发展形成一个自然的衔接过程。

（2）CPS是“3C”与物理设备深度融合的系统

CPS是一种综合计算、网络和物理环境的多维复杂系统，通过3C技术，即计算（Computation）、通信（Communication）和控（Control）的有机融合与深度协作，实现大型工程系统的实时感知、动态控制和信息服务。

CPS是将计算和通信能力嵌入到传统的物理系统之中，导致了计算对象的变化。将计算对象从数字的变为模拟的，从离散的变为连续的，从静态的变为动态的。CPS作为计算进程和物理进程的统一体，是集成计算、通信与控制于一体的下一代智能系统。

（3）CPS 是环境感知、嵌入式计算、网络通信深度融合的系统

CPS是在环境感知的基础上，深度融合计算、通信和控制能力的可控、可信与可扩展的网络化物理设备系统，它通过计算进程和物理进程相互影响的反馈循环实现深度融合和实时交互来扩展新的功能，以安全、可靠、高效和实时的方式控制一个物理实体，使系统具有更高的智慧。

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