信息物理系统文献综述
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CPS
美国于2006年首先提出信息物理融合的研发，近几年多次举办CPS相关的国际性会议和研讨会，深入讨论CPS的理论、应用、性能、安全性等。CPS连续多年被NSF列为科研热点。美国总统科学技术委员会，把CPS放在与软件、数据、数据存储等并称八大关键信息的首位。麻省理工学院设计了基于移动机器人的分布式智能机器人花园, 研究了面向动态环境感知、多节点协调通讯和任务自主获取与执行的CPS自治建模和控制。宾夕法尼亚工程学院研究的导航软件GrooveNet，在系统的协调性、稳定性和可信度上做了很多创新, 能够同时支持真实车辆与虚拟车辆的运行监控。
参考文献
【1.】李仁发，谢勇，李蕊等 信息物理系统若干问题综述 湖南大学嵌入式系统及网络实验室2012
【2.】李钊，彭勇，谢丰等信息物理系统安全威胁与措施 清华大学校报 2012
【3.】黎作鹏，张天驰 张菁信息物理融合系统研究综述 哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院 2011
【4.】温景容，武穆清，宿景芳信息物理融合系统 自动化学报 2012
CPS
各种CPS智能感控设备和相关应用程序的开发，人们将能更准确的感知周围环境的变化，及时获得感兴趣的信息与服务，促进信息和知识的交流更新，增进人与人之间的沟通。基于CPS技术的未来交通系统，能通过散步于道路交通工具以及人之间的各种智能感控设备进行实时的信号的传递与处理，有助于解决交通堵塞、预防交通事故的发生，实现人与车以及车与车之间的动态协调。基于CPS的廉价医疗设备的普及，将实现对人体各项生命指标的远程精准监控与记录，便于医护人员更全面的了解记录病人的实时状况，及早发现并预防潜在的病患，第一时间对病着进行有效治疗，提高人类的健康水平。
【5.】朱素果，曾碧CPS技术发展研究广东工业大学
【6.】李建中，高宏，于博CPS的概念、特点、挑战和研究进展哈工大 黑龙江大学
【7.】姜宏信息物理融合系统概述 吉林省人大常委会办公厅信息中心 2011
【8.】王中杰，谢璐璐信息物理融合系统研究综述 自动化学报 2011
【9.】Zhejun Kuang, Liang Hu,Research on Human Sensory Architecture forCyber Physical Systems
关键字：信息物理系统智能物联网
CPS
CPS是当今最前沿的交叉研究领域之一，被认为是计算机信息处理技术史上的又一次技术革命，将会改变我们与物理世界的交互方式，使我们对物理世界的控制由直接的手动操作变为简单的自动控制，不需要我们在花费大量的时间、精力、物力，只需在控制端发出相应的指令，就可以使物理Leabharlann Baidu界的变化朝着人类需要的方向，以便人类获得最舒适的生活。
【10.】DU Xiao-Zhoua,b,*, QIAO Jian-ZhongaThe Design of Node Operating System for Cyber PhysicalSystems
CPS
人们又将CPS称为“人-机-物”融合系统，其本质是实现人类在时间、空间方面的延伸控制。其主要特点有以下几种：
1.与嵌入式系统相比。CPS作为物理设备与计算技术的融合体，使得计算对象经历了由数字到模拟、由离散到连续、由静态到动态、由分布到统一的转变，形同网络、控制与嵌入式系统的动态重组与整合。
2.与物联网相比。物联网是通过射频识别(RadioFrequencyIdentification, RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备, 按约定的协议, 把物品与互联网连接起来, 进行信息交换和通讯, 以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种 “物物相连的” 网络CPS在物理实体互联后实现感知的基础上，更注重对实体设备进行实时、动态的信息控制与信息服务。
在欧洲,CPS研究还处在理论创新的尝试阶段，许多学者对于CPS的构架与建模新方法展开了讨论和研究。在日韩等国,CPS从 2008 年左右开始备受关注. 韩国科技院等高等教育机构和科研院尝试开展了CPS的课程。
中国与2008年在北京召开的IEEE嵌入式研讨会上，将信息物理系统的研讨列为今后技术发展的一大重点。2009年举办的一系列网络控制技术大会中，高度关注了信息物理系统的发展状况。2010年，国家863计划信息技术领域办公室和专家组在上海举办“CPS发展战略论坛”，对这项技术给予高度关注。CPS也逐渐引起专家学者的重视，大连理工大学的夏峰博士于2009年成立了CPS研究小组、何积丰等多位院士在学术报告会议中多次提出CPS相关研究。
4.由于CPS往往应用于各种关键的大型系统，存在着多种分布式异质组件，组件间存在着复杂的信息交互过程，在交互过程中，可能会造成信息的暴露，关键信息一旦被窃取，整个系统都会受到威胁。病毒入侵而对CPS进行攻击时，同样产生难以估量的灾难性后果。个人的GPS轨迹将会暴露一个人的家庭住址信息等，个人隐私等得不到保证！CPS的大型化智能化精密化也使得一旦任何组件出现问题，将会影响大范围内的正常生活，造成不可估量的损失，严重时甚至对我们的人身安全构成威胁。
CPS在未来的生活中会渗透在各行各位，改变现有的生产方式，提高生产力，极大的丰富人类的精神生活与物质生活，而该项技术的实现不仅仅是单单的几门学科的叠加，其是一个十分复杂大型的系统，需要多门学科的协调，需要攻克很多很多的技术难题，从而实现该系统能稳定高效的运转。
综上所述，CPS是一个既有前景而又极具挑战的研究领域，具有重要的研究意义和价值。
信息物理系统文献综述
摘要：随着世界科学技术的进步、创新能力的提升，信息物理系统（Cyber-PhysicalSystem ,CPS）作为一门新的研究领域应运而生，引起了国内外学术界以及工业界的广泛关注。互联网改变了人与人之间的交流方式、相互关系，那么信息物理系统将改变人与物之间的关系。信息物理系统是计算、通信、和物理过程高度集成的系统，通过在物理设备中嵌入感知、通信、计算能力，实现对物质世界的分布式感知、智能信息处理，并通过反馈机制实现对物理过程的实时控制。
目前国内有一个与CPS相近的概念—物联网，并在中国深圳有了雏形，已经实现一些相对简单的功能，同样也是一个很热门的研究方向，但其与CPS的最大差别在于：物联网只有感知物理世界的能力，而没有控制物理的功能或者简单的控制功能。物联网主要是通过RFID与读写器之间的通信，人并没有介入其中，而CPS不仅感知世界，并具有较强的控制物理世界的能力，充分发挥人的主观能动性。
CPS涉及计算科学、网络通信、控制理论、传感器等多门学科，广泛应用于多种实际系统，与人类的生活和社会的发展息息相关，是涵盖了小到纳米级生物机器人，大到全球的复杂大系统。比如道路交通系统、航空航天、国家电网等大型基础设备系统以及精细农业、药丸式电子内窥镜等局部或微型系统。CPS技术的深入研究和成果应用将会改变信息世界和物理世界的信息交互方式，并有助于实现新一代的智能系统，是构建人类未来智慧城市的基础。
5.由于CPS的运转需要实时的数据，因此大量传感器的实时感知、大量实时数据的实时网络传输等都需要消耗电量，造成其效率低下，并且由于传感器的广泛分布，如何实现其电力供应也是一个不小的难题。
6.目前通用的网络技术（如TCP/IP）是基于Best-effort思想建立的，对于高实时性要求的CPS应用，很难实现可预测性的保证。
2.CPS中网络系统被提升到了与计算机系统和控制系统同等重要的地位。WSN、Internet等有线和无线网络构成的复杂网络系统是CPS实现信息系统与物理系统融合同意的关键。
3.控制系统以数学理论为基础，采用微分方程对控制对象进行抽象描述，而计算机和网络中采用离散的二进制对信息描述，如何实现控制系统与计算系统、通信系统的融合，使得CPS正真具备全局协同和自适应能力，是一个大的挑战。
从现阶段国内外的研究成果上来看，CPS的研究尚处于初始阶段，很多的理论与技术难题尚未攻克，现在还没有完整的使用模型，而我国在这方面刚刚起步，更需加大投入资金人力支持，提高我国在这方面的竞争力，CPS的研究任重而道远。
CPS
CPS体系结构是由感知设备(如传感器、感应器等)、嵌入式计算设备(如分布式控制器)和网络(如WSN，Internet等)所组成的多维复杂系统。典型的CPS体系结构中主要包括以下3类组件：传感器、执行器和分布式控制器。传感器主要用于感知物理世界中的物理信息（如环境湿度温度、人身体的生命体征参数、道路交通状况等），并通过模／数转换器将各种模拟的、连续的物理信息转化成能被计算机和网络所处理的数字的、离散的信息。分布式控制器接收由传感器采集并通过网络传输过来的物理信息，经过处理过后以系统输出的形式反馈给执行器执行，基于此来提供智能化服务。执行器接收控制器的执行信息，对物理对象的状态和行为进行调整，以适应物理世界的动态变化，满足人类的需求，方便人类的生活。
3.与软件系统相比。CPS侧重的是对各个物理进程的实时控制与反馈。强调了信息处理与交互的动态响应。
CPS
CPS作为一门新兴的技术，有很多难题需要解决，其研究议程是庞大的、跨领域的，将涉及计算科学、生命科学、传感器和许多相关科学中的知识，比如生物学、力学、机械学、电学等。现在我们面对的主要挑战有：
1.现有的计算机系统采用离散的二进制对计算对象进行抽象扫描，这与CPS中物理属性的连续性不一致，如何实现二者之间的高效转换，仍需不懈努力。
美国于2006年首先提出信息物理融合的研发，近几年多次举办CPS相关的国际性会议和研讨会，深入讨论CPS的理论、应用、性能、安全性等。CPS连续多年被NSF列为科研热点。美国总统科学技术委员会，把CPS放在与软件、数据、数据存储等并称八大关键信息的首位。麻省理工学院设计了基于移动机器人的分布式智能机器人花园, 研究了面向动态环境感知、多节点协调通讯和任务自主获取与执行的CPS自治建模和控制。宾夕法尼亚工程学院研究的导航软件GrooveNet，在系统的协调性、稳定性和可信度上做了很多创新, 能够同时支持真实车辆与虚拟车辆的运行监控。
参考文献
【1.】李仁发，谢勇，李蕊等 信息物理系统若干问题综述 湖南大学嵌入式系统及网络实验室2012
【2.】李钊，彭勇，谢丰等信息物理系统安全威胁与措施 清华大学校报 2012
【3.】黎作鹏，张天驰 张菁信息物理融合系统研究综述 哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院 2011
【4.】温景容，武穆清，宿景芳信息物理融合系统 自动化学报 2012
CPS
各种CPS智能感控设备和相关应用程序的开发，人们将能更准确的感知周围环境的变化，及时获得感兴趣的信息与服务，促进信息和知识的交流更新，增进人与人之间的沟通。基于CPS技术的未来交通系统，能通过散步于道路交通工具以及人之间的各种智能感控设备进行实时的信号的传递与处理，有助于解决交通堵塞、预防交通事故的发生，实现人与车以及车与车之间的动态协调。基于CPS的廉价医疗设备的普及，将实现对人体各项生命指标的远程精准监控与记录，便于医护人员更全面的了解记录病人的实时状况，及早发现并预防潜在的病患，第一时间对病着进行有效治疗，提高人类的健康水平。
【5.】朱素果，曾碧CPS技术发展研究广东工业大学
【6.】李建中，高宏，于博CPS的概念、特点、挑战和研究进展哈工大 黑龙江大学
【7.】姜宏信息物理融合系统概述 吉林省人大常委会办公厅信息中心 2011
【8.】王中杰，谢璐璐信息物理融合系统研究综述 自动化学报 2011
【9.】Zhejun Kuang, Liang Hu,Research on Human Sensory Architecture forCyber Physical Systems
关键字：信息物理系统智能物联网
CPS
CPS是当今最前沿的交叉研究领域之一，被认为是计算机信息处理技术史上的又一次技术革命，将会改变我们与物理世界的交互方式，使我们对物理世界的控制由直接的手动操作变为简单的自动控制，不需要我们在花费大量的时间、精力、物力，只需在控制端发出相应的指令，就可以使物理Leabharlann Baidu界的变化朝着人类需要的方向，以便人类获得最舒适的生活。
【10.】DU Xiao-Zhoua,b,*, QIAO Jian-ZhongaThe Design of Node Operating System for Cyber PhysicalSystems
CPS
人们又将CPS称为“人-机-物”融合系统，其本质是实现人类在时间、空间方面的延伸控制。其主要特点有以下几种：
1.与嵌入式系统相比。CPS作为物理设备与计算技术的融合体，使得计算对象经历了由数字到模拟、由离散到连续、由静态到动态、由分布到统一的转变，形同网络、控制与嵌入式系统的动态重组与整合。
2.与物联网相比。物联网是通过射频识别(RadioFrequencyIdentification, RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备, 按约定的协议, 把物品与互联网连接起来, 进行信息交换和通讯, 以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种 “物物相连的” 网络CPS在物理实体互联后实现感知的基础上，更注重对实体设备进行实时、动态的信息控制与信息服务。
在欧洲,CPS研究还处在理论创新的尝试阶段，许多学者对于CPS的构架与建模新方法展开了讨论和研究。在日韩等国,CPS从 2008 年左右开始备受关注. 韩国科技院等高等教育机构和科研院尝试开展了CPS的课程。
中国与2008年在北京召开的IEEE嵌入式研讨会上，将信息物理系统的研讨列为今后技术发展的一大重点。2009年举办的一系列网络控制技术大会中，高度关注了信息物理系统的发展状况。2010年，国家863计划信息技术领域办公室和专家组在上海举办“CPS发展战略论坛”，对这项技术给予高度关注。CPS也逐渐引起专家学者的重视，大连理工大学的夏峰博士于2009年成立了CPS研究小组、何积丰等多位院士在学术报告会议中多次提出CPS相关研究。
4.由于CPS往往应用于各种关键的大型系统，存在着多种分布式异质组件，组件间存在着复杂的信息交互过程，在交互过程中，可能会造成信息的暴露，关键信息一旦被窃取，整个系统都会受到威胁。病毒入侵而对CPS进行攻击时，同样产生难以估量的灾难性后果。个人的GPS轨迹将会暴露一个人的家庭住址信息等，个人隐私等得不到保证！CPS的大型化智能化精密化也使得一旦任何组件出现问题，将会影响大范围内的正常生活，造成不可估量的损失，严重时甚至对我们的人身安全构成威胁。
CPS在未来的生活中会渗透在各行各位，改变现有的生产方式，提高生产力，极大的丰富人类的精神生活与物质生活，而该项技术的实现不仅仅是单单的几门学科的叠加，其是一个十分复杂大型的系统，需要多门学科的协调，需要攻克很多很多的技术难题，从而实现该系统能稳定高效的运转。
综上所述，CPS是一个既有前景而又极具挑战的研究领域，具有重要的研究意义和价值。
信息物理系统文献综述
摘要：随着世界科学技术的进步、创新能力的提升，信息物理系统（Cyber-PhysicalSystem ,CPS）作为一门新的研究领域应运而生，引起了国内外学术界以及工业界的广泛关注。互联网改变了人与人之间的交流方式、相互关系，那么信息物理系统将改变人与物之间的关系。信息物理系统是计算、通信、和物理过程高度集成的系统，通过在物理设备中嵌入感知、通信、计算能力，实现对物质世界的分布式感知、智能信息处理，并通过反馈机制实现对物理过程的实时控制。
目前国内有一个与CPS相近的概念—物联网，并在中国深圳有了雏形，已经实现一些相对简单的功能，同样也是一个很热门的研究方向，但其与CPS的最大差别在于：物联网只有感知物理世界的能力，而没有控制物理的功能或者简单的控制功能。物联网主要是通过RFID与读写器之间的通信，人并没有介入其中，而CPS不仅感知世界，并具有较强的控制物理世界的能力，充分发挥人的主观能动性。
CPS涉及计算科学、网络通信、控制理论、传感器等多门学科，广泛应用于多种实际系统，与人类的生活和社会的发展息息相关，是涵盖了小到纳米级生物机器人，大到全球的复杂大系统。比如道路交通系统、航空航天、国家电网等大型基础设备系统以及精细农业、药丸式电子内窥镜等局部或微型系统。CPS技术的深入研究和成果应用将会改变信息世界和物理世界的信息交互方式，并有助于实现新一代的智能系统，是构建人类未来智慧城市的基础。
5.由于CPS的运转需要实时的数据，因此大量传感器的实时感知、大量实时数据的实时网络传输等都需要消耗电量，造成其效率低下，并且由于传感器的广泛分布，如何实现其电力供应也是一个不小的难题。
6.目前通用的网络技术（如TCP/IP）是基于Best-effort思想建立的，对于高实时性要求的CPS应用，很难实现可预测性的保证。
2.CPS中网络系统被提升到了与计算机系统和控制系统同等重要的地位。WSN、Internet等有线和无线网络构成的复杂网络系统是CPS实现信息系统与物理系统融合同意的关键。
3.控制系统以数学理论为基础，采用微分方程对控制对象进行抽象描述，而计算机和网络中采用离散的二进制对信息描述，如何实现控制系统与计算系统、通信系统的融合，使得CPS正真具备全局协同和自适应能力，是一个大的挑战。
从现阶段国内外的研究成果上来看，CPS的研究尚处于初始阶段，很多的理论与技术难题尚未攻克，现在还没有完整的使用模型，而我国在这方面刚刚起步，更需加大投入资金人力支持，提高我国在这方面的竞争力，CPS的研究任重而道远。
CPS
CPS体系结构是由感知设备(如传感器、感应器等)、嵌入式计算设备(如分布式控制器)和网络(如WSN，Internet等)所组成的多维复杂系统。典型的CPS体系结构中主要包括以下3类组件：传感器、执行器和分布式控制器。传感器主要用于感知物理世界中的物理信息（如环境湿度温度、人身体的生命体征参数、道路交通状况等），并通过模／数转换器将各种模拟的、连续的物理信息转化成能被计算机和网络所处理的数字的、离散的信息。分布式控制器接收由传感器采集并通过网络传输过来的物理信息，经过处理过后以系统输出的形式反馈给执行器执行，基于此来提供智能化服务。执行器接收控制器的执行信息，对物理对象的状态和行为进行调整，以适应物理世界的动态变化，满足人类的需求，方便人类的生活。
3.与软件系统相比。CPS侧重的是对各个物理进程的实时控制与反馈。强调了信息处理与交互的动态响应。
CPS
CPS作为一门新兴的技术，有很多难题需要解决，其研究议程是庞大的、跨领域的，将涉及计算科学、生命科学、传感器和许多相关科学中的知识，比如生物学、力学、机械学、电学等。现在我们面对的主要挑战有：
1.现有的计算机系统采用离散的二进制对计算对象进行抽象扫描，这与CPS中物理属性的连续性不一致，如何实现二者之间的高效转换，仍需不懈努力。