信息物理系統(tǒng)（CPS，Cyber-Physical Systems）是一個綜合計算、網(wǎng)絡(luò)和物理環(huán)境的多維復(fù)雜系統(tǒng)，通過3C（Computing、Communication、Control）技術(shù)的有機(jī)融合與深度協(xié)作，實(shí)現(xiàn)大型工程系統(tǒng)的實(shí)時感知、動態(tài)控制和信息服務(wù)。
CPS（Cyber Physical Systems）這個概念起源于美國，其最早可以追溯到1992年，由美國國家科學(xué)基金會（NSF）在“網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)與普適計算”研討會中提出。這個概念的核心是連接物理世界和計算世界，通過計算、通信與控制技術(shù)的深度融合，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)資源配置和運(yùn)行的按需響應(yīng)、快速迭代、動態(tài)優(yōu)化。這種融合打破了傳統(tǒng)的物理系統(tǒng)與計算系統(tǒng)的界限，使得計算系統(tǒng)成為物理系統(tǒng)的一部分，讓物理系統(tǒng)具有計算、通信、精確控制、遠(yuǎn)程協(xié)作和自治能力。
CPS的應(yīng)用范圍非常廣泛，包括但不限于智能制造、智能醫(yī)療、智能城市、智能電網(wǎng)、智能交通、智能農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測等。CPS的實(shí)現(xiàn)需要依靠先進(jìn)的感知技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、自動控制技術(shù)等，其中最重要的技術(shù)是傳感器和控制器。
CPS的研究和應(yīng)用還處于發(fā)展階段，未來的研究方向包括但不限于：CPS架構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)化、CPS安全與隱私保護(hù)、CPS在各領(lǐng)域的應(yīng)用研究、CPS與人工智能的結(jié)合等。
CPS的功能：
1. 實(shí)時感知：CPS可以通過各種傳感器和監(jiān)測設(shè)備實(shí)時感知物理系統(tǒng)的狀態(tài)和變化，包括位置、速度、溫度、壓力等。
2. 數(shù)據(jù)傳輸和處理：CPS可以通過通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速傳輸和處理，包括數(shù)據(jù)的采集、傳輸、存儲、分析等。
3. 精確控制：CPS可以通過控制器和執(zhí)行器對物理系統(tǒng)進(jìn)行精確控制，包括調(diào)節(jié)溫度、速度、方向等。
4. 遠(yuǎn)程協(xié)作：CPS可以通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程設(shè)備的協(xié)作和聯(lián)動，包括遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程協(xié)作、遠(yuǎn)程監(jiān)控等。
5. 自治能力：CPS可以通過自我學(xué)習(xí)和自我優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自我管理和自治，包括自適應(yīng)、自修復(fù)、自容錯等。
CPS的典型應(yīng)用：
1. 智能制造：CPS可以應(yīng)用于制造過程中，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的自動化和智能化。通過實(shí)時感知、數(shù)據(jù)傳輸和處理、精確控制等功能，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的智能化控制和優(yōu)化，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
2. 智能交通：CPS可以應(yīng)用于交通管理中，實(shí)現(xiàn)交通的智能化和優(yōu)化。通過實(shí)時感知交通狀況、路況監(jiān)測、車輛信息等，實(shí)現(xiàn)交通的智能化調(diào)度和控制，提高交通效率和安全性。
3. 智慧城市：CPS可以應(yīng)用于城市管理中，實(shí)現(xiàn)城市的智能化和優(yōu)化。通過實(shí)時感知環(huán)境、公共設(shè)施、人流等信息，實(shí)現(xiàn)城市的智能化管理和服務(wù)，提高城市的運(yùn)行效率和居民的生活質(zhì)量。
4. 醫(yī)療健康：CPS可以應(yīng)用于醫(yī)療健康領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控和智能診斷。通過實(shí)時感知生理數(shù)據(jù)、醫(yī)療影像等信息，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控和智能診斷，提高醫(yī)療服務(wù)的效率和質(zhì)量。
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