Cyber Physical System(信息物理融合系统)

1、信息物理融合系统 Cyber Physical System （CPS） 介绍人：南邮汇报内容nCPS简介n基于CPS的汉诺塔介绍什么是CPSnCPS是集成计算、通信与控制于一体的下一代智能系统，是计算进程和物理进程的统一体。nCPS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可扩展的网络化物理设备系统 nCPS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。与物联网的关系n物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信等技术，把世界上万事万物连接起来的网络（无需人的干预）n物联网所擅长

2、的基于RFID的连接，对于CPS来说太过简单。在很多应用中，CPS对接入网络的设备的计算能力的要求远非RFID能比。 n物联网技术让人类主动地全方面感知，实现智慧的感知生活 nCPS是环境感知的基础上实现人、机、物的互联互通与深度融合 nCPS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 电影少数派报告与软件系统相比n软件系统是一组状态转换的序列，其目标是实现数据处理。nCPS更加注重功能性需求，最终目标是协调物理进程，即实现信息处理和物理控制，强调实时性、可靠性、安全性、私密性、可适应性等。 与嵌入式系统相比n嵌入式系统侧重在处理器上运行，是一种在有限资源环境下的优化技术

3、。nCPS是计算与物理成分的集成，相当于嵌入式系统+网络+控制，是嵌入式系统的发展方向和研究热点。nCPS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。它作为计算进程和物理进程的统一体，集成了计算、通信与控制于一体，是一个智能系统。 CPS 重要性nPCAST在挑战下的领先竞争世界中的信息技术研发中列为8大关键的信息技术之首nCPS不仅会催生出新的工业，甚至会重新排列现有产业布局。不亚于一场工业革命CPS的前景的前景n广阔的应用领域 智能交通系统 医疗设备系统 能源保护 环境监控 航空航天软件 关键基础设施（电力、水） 节能建筑 生物系统等。CPS所面临的挑战n计算速度 由于

4、很多CPS需要海量运算，当前嵌入式系统的计算速度还无 法满足这一要求 n网络通信效率 互联网时常出现网络拥堵迟延，难以保证稳定性n研究条件 CPS是一个横跨多个学科的领域 CPS技术还刚刚兴起，还需较长时间的发展和培育 目前进展n欧盟计划从2007年到2013年在嵌入智能与系统的研究与技术(ARTMEIS)上投入54亿欧元(超过70亿美元)，以期在2016年成为智能电子系统的世界领袖。n美国2008年成立CPS指导小组，把CPS应用放在交通、国防、能源、医疗、农业和大型建筑设施等方面。n列入美国国家科学基金会(NSF)和欧洲第七框架(FP7)的大型科研资助计划中n国内，CPS技术还刚刚兴起，还

5、需较长时间的发展和培育。n目前上海已在智能交通领域开展类似试点。 The Towers of Hanoi as a Cyber Physical System Education Case Study nI. INTRODUCTIONnII. TOWERS OF HANOI AS A CYBER-P HYSICAL SYSTEMCASE STUDYnIII. TEACHING OPPORTUNITIES IN THE CASE STUDYnIV. MULTI- DOMAIN DIRECTION OF INQUIRYnV. CONCLUSIONINTRODUCTIONnCDIO conceive design implement operatenPBL Progect-based Learning 基于CPS的汉诺塔案例研究传统模式npink and place machinenone OEM 最初位置 原始顺序 方块的个数 最终摆放的位置 最终的顺序CPS 模式nOne pick and place machinenMany OEMnsituational awarenessCps模式具有环境感知能力n每个模块都含有一个OEMn每个小方块都是智能的n方块与控制系统，各个方块之间都存在信息交互n每个模块都会根据收集到的信息生成相应的