网络物理系统

网络物理系统（CPS）是一种计算机系统，其中的机制由基于计算机的算法控制或xxx。在网络物理系统中，物理和软件组件紧密地交织在一起，能够在不同的时空尺度上运行，展现出多种不同的行为方式，并以随环境变化的方式彼此交互。网络物理系统的示例包括智能电网、自动驾驶汽车系统、医疗监控、工业控制系统、机器人技术系统和自动驾驶航空电子设备。

CPS涉及跨学科方法、控制论理论、机电一体化、设计和过程科学的融合。过程控制通常称为嵌入式系统。在嵌入式系统中，重点往往更多地放在计算元素上，而不是在计算元素与物理元素之间的紧密联系上。CPS也类似于物联网（IoT），共享相同的基本架构。但是，CPS在物理和计算元素之间呈现出更高的组合和协调性。

网络物理系统的前兆可以在航空航天、汽车、化学过程、民用基础设施、能源、医疗保健、制造、运输、娱乐和消费电器等领域找到。

与更传统的嵌入式系统不同，成熟的网络物理系统通常设计为具有物理输入和输出的交互元素网络，而不是独立的设备。这个概念与机器人技术和传感器网络的概念紧密联系在一起，其智能机制以计算智能为主导。科学和工程学的不断发展通过智能机制改善了计算元素与物理元素之间的联系，从而提高了网络物理系统的适应性、自治性、效率、功能性、可靠性、安全性和可用性。这将在多个方向上拓宽网络物理系统的潜力。

其中研究中的物理系统具有固有的移动性的移动网络物理系统是网络物理系统的重要子类别。移动物理系统的示例包括由人类或动物运输的移动机器人和电子设备。智能手机的普及率增加了对移动网络物理系统领域的兴趣。智能手机平台成为理想的移动网络物理系统的原因有很多，其中包括：

• 大量的计算资源，例如处理能力、本地存储
• 多个感官输入/输出设备，例如触摸屏、照相机、GPS芯片、扬声器、麦克风、光传感器、接近传感器
• 多种通信机制，例如WiFi、4G、EDGE、蓝牙，用于将设备互连到Internet或其他设备
• 可快速开发移动CPS节点软件的高级编程语言，例如Java、C＃或JavaScript
• 易于使用的应用程序分发机制，例如Google Play商店和Apple App Store
• 最终用户的维护和保养，包括经常对电池充电

对于需要比本地可用资源更多资源的任务，一种用于快速实施基于智能手机的移动网络物理系统节点的通用机制是利用网络连接性将移动系统与服务器或云环境链接，从而实现复杂的处理任务，在本地资源限制下是不可能的。移动网络物理系统的示例包括用于跟踪和分析CO ₂排放的应用、检测交通事故、保险远程信息处理并向急救人员提供态势感知服务、测量流量，并监测心脏病患者。

嵌入式和网络物理系统开发中的一个挑战是所涉及的各个工程学科之间在设计实践中的巨大差异。另外，到目前为止，在网络物理系统中所有相关学科都没有通用的设计实践“语言”。如今，在假定快速创新至关重要的市场中，各个领域的工程师都需要能够协作探索系统设计，将责任分配给软件和物理元素，并分析它们之间的取舍。最新的进展表明，通过使用联合仿真来耦合学科，将使学科能够合作，而无需执行新的工具或设计方法。MODELISAR的结果该项目表明，通过以功能模型接口的形式提出一种新的协同仿真标准，这种方法是可行的。