網絡物理系統
編輯網絡物理系統(CPS)是一種計算機系統,其中的機制由基于計算機的算法控制或xxx。在網絡物理系統中,物理和軟件組件緊密地交織在一起,能夠在不同的時空尺度上運行,展現出多種不同的行為方式,并以隨環境變化的方式彼此交互。網絡物理系統的示例包括智能電網、自動駕駛汽車系統、醫療監控、工業控制系統、機器人技術系統和自動駕駛航空電子設備。
CPS涉及跨學科方法、控制論理論、機電一體化、設計和過程科學的融合。過程控制通常稱為嵌入式系統。在嵌入式系統中,重點往往更多地放在計算元素上,而不是在計算元素與物理元素之間的緊密聯系上。CPS也類似于物聯網(IoT),共享相同的基本架構。但是,CPS在物理和計算元素之間呈現出更高的組合和協調性。
網絡物理系統的前兆可以在航空航天、汽車、化學過程、民用基礎設施、能源、醫療保健、制造、運輸、娛樂和消費電器等領域找到。
概述
與更傳統的嵌入式系統不同,成熟的網絡物理系統通常設計為具有物理輸入和輸出的交互元素網絡,而不是獨立的設備。這個概念與機器人技術和傳感器網絡的概念緊密聯系在一起,其智能機制以計算智能為主導。科學和工程學的不斷發展通過智能機制改善了計算元素與物理元素之間的聯系,從而提高了網絡物理系統的適應性、自治性、效率、功能性、可靠性、安全性和可用性。這將在多個方向上拓寬網絡物理系統的潛力。
移動網絡物理系統
編輯其中研究中的物理系統具有固有的移動性的移動網絡物理系統是網絡物理系統的重要子類別。移動物理系統的示例包括由人類或動物運輸的移動機器人和電子設備。智能手機的普及率增加了對移動網絡物理系統領域的興趣。智能手機平臺成為理想的移動網絡物理系統的原因有很多,其中包括:
- 大量的計算資源,例如處理能力、本地存儲
- 多個感官輸入/輸出設備,例如觸摸屏、照相機、GPS芯片、揚聲器、麥克風、光傳感器、接近傳感器
- 多種通信機制,例如WiFi、4G、EDGE、藍牙,用于將設備互連到Internet或其他設備
- 可快速開發移動CPS節點軟件的高級編程語言,例如Java、C#或JavaScript
- 易于使用的應用程序分發機制,例如Google Play商店和Apple App Store
- 最終用戶的維護和保養,包括經常對電池充電
對于需要比本地可用資源更多資源的任務,一種用于快速實施基于智能手機的移動網絡物理系統節點的通用機制是利用網絡連接性將移動系統與服務器或云環境鏈接,從而實現復雜的處理任務,在本地資源限制下是不可能的。移動網絡物理系統的示例包括用于跟蹤和分析CO?2排放的應用、檢測交通事故、保險遠程信息處理并向急救人員提供態勢感知服務、測量流量,并監測心臟病患者。
設計
編輯嵌入式和網絡物理系統開發中的一個挑戰是所涉及的各個工程學科之間在設計實踐中的巨大差異。另外,到目前為止,在網絡物理系統中所有相關學科都沒有通用的設計實踐“語言”。如今,在假定快速創新至關重要的市場中,各個領域的工程師都需要能夠協作探索系統設計,將責任分配給軟件和物理元素,并分析它們之間的取舍。最新的進展表明,通過使用聯合仿真來耦合學科,將使學科能夠合作,而無需執行新的工具或設計方法。MODELISAR的結果該項目表明,通過以功能模型接口的形式提出一種新的協同仿真標準,這種方法是可行的。
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