信息物理融合系统及其应用-论文.pdf

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1、第15卷第2期空军工程大学学报(自然科学版)V01．15No．22014年4月JOURNALOFAIRFORCEENGINEERINGUNIVERSITY(NATURALSCIENCEEDITION)Apr．2014信息物理融合系统及其应用景博，周伟，黄以锋，汤巍，焦晓璇(空军工程大学航空航天工程学院，陕西西安，710038)摘要信息物理融合系统是一类将感控、计算和通信与物理对象在网络环境中高度集成的新型智能复杂系统，可以实现系统的实时性、自治性、鲁棒性和高性能等。介绍了CPS的基本概念、发展现状和系统架构，分析了CPS与嵌入式系统、无线传感器网络和物联网的联系与区别；重点研究了CPS在

2、电力、交通、医疗和航空航天等领域的应用研究现状及面临的突出问题；对CPS的研究方向进行了总结与展望。关键词信息物理融合系统；嵌入式系统；物联网；无线传感器网络；航空航天DOI10．3969／j．issn．1009—3516．2014．02．001中图分类号V227文献标志码A文章编号1009—3516(2014)02—0001—06ReserchofCyber—physicalSystemsandItsApplicationJINGBo，ZHOUWei，HUANGYi—feng，TANGWei，JIAOXiao—xuan(AeronauticsandAstronauticsEnginee

3、ringInstitute，AirForceEngineeringUniversity，Xian，710038，China)Abstract：Havingtheperformanceofreal—time，autonomous，robustandhighcapability，cyber—physicalSystems(CPS)areakindofintelligentcomplexsystemswhichcombinedsenseandcontrol，computationandcommunicationwithphysicalobjecttightlyinnetworkenvironm

4、ent．Thenotion，developmentandframeworkofCPSarepresented，andthedifferentbetweenCPSandembeddedsystem，WSNandIoTarediscussedatfirst．Then，theapplicationandresearchofCPSinthefieldsofelectricpower，traffic，medicalandaeronautic&astronauticaresummarized。andtheoutstandingchallengesaboutCPSarepointedout．Final

5、ly，thefutureresearchanddevelopmentdirectionsofCPSarediscussed．Keywords：cyber—physicalsystems；embeddedsystem；internetofthing；wirelesssensornetworks；aeronau—tiCandastronautic随着计算机技术和通讯技术的迅猛发展，计算需求，现有各种网络技术不能满足新一代物理设备系统和物理世界系统化集成的速度越来越快，网络网络可控、可信和可扩展的新需求。这些原因促使技术的快速发展则进一步加剧了这一趋势，传统嵌信息物理融合系统(Cyber—ph

6、ysicalsystems，CPS)入式系统中解决物理系统相关问题所采用的单点解这一新理论的提出[13。决方案不再适应新一代物理设备信息化和网络化的信息物理融合系统涉及计算科学、网络通信、控收稿日期：2013—09—26基金项目：国家自然科学基金资助项目(51201182)作者简介：景博(1965一)，女，河北邯郸人，教授，博士生导师，主要从事飞行器故障预测与健康管理、无线传感网络研究．E-mail：jingbo—sensor@163．corn*通信作者：周伟(1984一)，男，陕西西安人，博士生，主要从事机载无线传感器网络研究．E—mail：ZWZ—KGY@139．com；

7、用格式：景

8、博，周伟黄以锋等，信息物理融合系统及其应用rj1空军I程大学学报：自然科学版，201415(2)：1—6．JINGBo，ZHOUWei，HUANGYi[eng。eta1．Reserchofcyber-physicalsystemsanditsapplicationfJ3．Journal0fair[orceengineeringuniversity,naturalscienceedi_tion，2014，15f2)：j一6．2空军工程