CPS(cyber-physical systems的简称)一般指的是网络物理系统。信息物理系统是一个集计算、网络和物理环境于一体的多维复杂系统。通过3C技术的有机融合和深度合作,实现对大型工程系统的实时感知、动态控制和信息服务。CPS实现了计算、通信和物理系统的一体化设计,可以使系统更加可靠、高效和实时协同,具有重要而广泛的应用前景。
信息物理系统是计算过程和物理过程的统一,是集计算、通信和控制于一体的下一代智能系统。信息物理系统通过人机界面实现与物理过程的交互,利用网络空间以远程、可靠、实时、安全和协作的方式控制物理实体。
信息物理系统包括环境感知、嵌入式计算、网络通信和网络控制等未来的泛在系统工程,使物理系统具有计算、通信、精确控制、远程协作和自治的功能。它注重计算资源和物理资源的紧密结合和协调,主要应用于设备互联、IOT传感、智能家居、机器人、智能导航等一些智能系统中。
CPS是一种可控、可信、可扩展的网络化物理设备系统,在环境感知的基础上,深度集成了计算、通信和控制能力。它通过计算过程和物理过程之间的交互反馈环实现深度集成和实时交互,以安全、可靠、高效和实时的方式添加或扩展新功能并检测或控制物理实体。
海量计算是CPS接入设备的共同特点,因此接入设备通常具有强大的计算能力。从计算性能的角度来看,如果把一些高端的CPS应用比作胖客户端/服务器架构,那么物联网可以看作瘦客户端服务器,因为物联网中的物品不具备控制和自治的能力,通信大多发生在物品和服务器之间,所以物品之间无法协调。从这个角度来说,物联网可以看作是CPS的一个简单应用,或者说CPS让物联网的定义和概念变得清晰。在物联网中,主要是通过RFID和阅读器之间的通信,人并没有参与其中。感知在CPS中非常重要。众所周知,自然界中各种物理量的变化大多是连续的或模拟的,而信息空间数据是离散的。那么从物理空间到信息空间的信息流首先要通过各种类型的传感器把各种物理量转换成模拟量,再通过模/数转换器转换成数字量,从而被信息空间接受。从这个意义上说,传感器网络也可以看作是CPS的一部分。
从行业角度来看,CPS涵盖了从智能家居网络到工业控制系统,甚至智能交通系统等全国乃至世界级的应用。更重要的是,这种覆盖不仅仅是简单地将现有的家用电器连接在一起,而是催生出许多具有计算、通信、控制、协作和自主能力的设备。