Cyber Physical System信息物理融合系统

会计学1CyberPhysicalSystem信息物理融合系统汇报内容CPS简介基于CPS的汉诺塔介绍第1页/共24页什么是CPSCPS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。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可扩展的网络化物理设备系统第2页/共24页CPS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。第3页/共24页

与物联网的关系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）物联网所擅长的基于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。

第4页/共24页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CPS是环境感知的基础上实现人、机、物的互联互通与深度融合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第5页/共24页电影《少数派报告》第6页/共24页与软件系统相比软件系统是一组状态转换的序列，其目标是实现数据处理。CPS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。

第7页/共24页与嵌入式系统相比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。CPS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。CPS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。第8页/共24页CPS重要性 PCAST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

CPS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

第9页/共24页CPS的前景广阔的应用领域

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。第10页/共24页CPS所面临的挑战计算速度

由于很多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

第11页/共24页目前进展欧盟计划从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。第12页/共24页美国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。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第13页/共24页国内，CPS技术还刚刚兴起，还需较长时间的发展和培育。目前上海已在智能交通领域开展类似试点。第14页/共24页TheTowersofHanoiasaCyberPhysicalSystemEducationCaseStudy

I.

INTRODUCTIONII.

TOWERSOFHANOIASACYBER-PHYSICALSYSTEMCASESTUDYIII.

TEACHINGOPPORTUNITIESINTHECASESTUDYIV.

MULTI-DOMAINDIRECTIONOFINQUIRYV.CONCLUSION第15页/共24页INTRODUCTIONCDIOconceivedesignimplementoperatePBLProgect-basedLearning

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基于CPS的汉诺塔案例研究

传统模式pinkandplacemachineoneOEM

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第17页/共24页第18页/共24页CPS模式OnepickandplacemachineManyOEMsituationalawareness第19页/共24页第20页/共24页Cps模式具有环境感知能力每个模块都含有一个OEM每个小方块都是智能的方块与控制系统，各个方块之间都存在信息交互每个模块都会根据收集到的信息生成相应的计划向控制系统发出请求控制系统汇总信息生成最终执行的步