漫谈CPS

来源:互联网 发布:q币赚取软件 编辑:程序博客网 时间:2024/05/23 19:13
CPS,中文叫信息物理融合系统(Cyber-Physical System),在嵌入式系统中有类似于CPS的电子控制整合系统,不过嵌入式系统强调机器的计算能力,CPS则更强调各个实体装置和电脑运算网络的连接,正如其名字中的Physical(实体)和Cyber(网络)。
先从一个有趣的实例开始。MIT的Distributed Robot Garden属于CPS系统,在这个花园里有一群机器人负责照顾番茄。这个系统结合了传感网络(每一株植物上都有传感器会去监控植物状态)、导航、机器人控制和无线网络。这有点物联网的感觉,不过在物联网中的物品不具备控制和自治能力,通信也大都发生在物品与服务器之间,因此物品之间无法进行协同,可以说物联网是CPS的一种简约应用。何积丰院士认为,CPS的意义在于将物理设备联网,特别是连接到互联网上,使得物理设备具有计算、通信、精确控制、远程协调和自治等五大功能。其实将物理设备联网在物联网中就存在这样的概念,我们关心的是如何让主角(物理设备)具有物联网节点所不具备的那五大功能。其实CPS涉及计算、通信和控制,也就是所谓的3C(Computation, Communication and Control),这样我们便知道它涉及那些技术领域:
(a)传感器;
(b)控制器;
(c)计算部件,能根据物理信息做出分析;
(d)通信网络,网络的规模是大规模的互联。

还是有点物联网的感觉。不过,CPS基本形式都是通过在物理系统的物理部件中引入计算部件和网络通信部件,这在物联网中是没有的,物联网节点不具备自主计算能力。像MIT的Distributed Robot Garden,植物具备了感知和计算能力,它能根据土壤适度和果实发育状态判断是否需要浇水和摘取果实,然后将这些请求传给机器人(通信),机器人通过模式识别对相应番茄进行浇水和摘取果实。图片来自MIT论文Building a Distributed Robot Garden:



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