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信息-物理融合系统若干关键问题综述

ISSN号：1000-1239
期刊名称：计算机研究与发展
时间：2012
页码：1149-1161
分类：TP301[自动化与计算机技术—计算机系统结构;自动化与计算机技术—计算机科学与技术] TP393[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
作者机构：[1]湖南大学嵌入式系统及网络实验室,长沙410082
相关基金：国家自然科学基金项目（61173036,60873074）;“核高基”国家科技重大专项基金项目（2009ZX01038-001）;湖南省研究生科研创新基金项目（CX20108140）
相关项目：车用实时异构网络调度模型及算法研究

关键词：信息-物理融合系统(CPS), 综述, CPS体系结构, 嵌入式系统, 网络, cyber-physical system （CPS） survey CPS architecture embedded system network

中文摘要：

信息-物理融合系统（Cyber-PhysicalSystem，CPS）集成了计算系统与物理系统，并通过嵌入式计算机与网络实现了两者之间的协作和融合，将对人们的生产和生活方式产生重要影响．CPS是一个全新的研究领域，利用现有基础理论和技术设计CPS时面临着众多问题．介绍了CPS的概念、特点和体系结构，分析了与嵌入式系统、网络的关联，从计算系统、网络系统和控制系统3个方面概括了CPS设计面临的主要挑战，并着重探讨了当前一些可用于CPS设计的理论和技术以及CPS研究的最新进展，指出CPS当前的发展应以解决系统抽象层次设计、系统建模、体系结构设计、数据传输和管理、子系统集成方面的问题作为其下一步发展主要的研究方向，并提出了一些可行的解决办法，可为相关研究提供参考．

英文摘要：

Cyber-physical systems （CPS） are integrations of computing and physical systems. Through embedded computers and networks, CPS has realized the cooperation and fusion of these two systems. It will pose great impacts on way of life and mode of production. CPS is a brand new research area, and many problems still need to be solved when utilizing the existing theories and technologies to construct it. Firstly, the concept, characteristics and architecture of CPS are summarized, and its relations with embedded system and network are analyzed. Then, from the perspective of computing system, network system and control system, the main challenges that CPS met are discussed, and currently available theories and technologies that can be utilized in CPS design and the most recent research advances of it are surveyed. Finally it is proposed that the CPS development of the next step should be led by solving the problems of system＇s abstraction layer design, modeling, architecture design, data transferring and management and system integration as the main research directions, and also offers the possible solutions for those key problems.

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