综合仿真的卫星通信论文

摘要：在上世纪中期第一次出现了为共享主机资源和进行信息的综合处理而形成了第一代的以单主机为中心的联机终端系统，此后互联网科技迅猛革新进步，从效率低的众终端连接主机的形式更新为当今我们日常经常涉及、必不可少的互联网科技。当今社会，互联网几乎成为现代人日常必须元素。但是，互联网和电脑的应用依然存在诸多问题，亟待解决。以下是小编精心整理的《综合仿真的卫星通信论文(精选3篇)》的文章，希望能够很好的帮助到大家，谢谢大家对小编的支持和鼓励。

综合仿真的卫星通信论文 篇1：

“通信技术”专业实践教学模式的研究与探索

摘 要：本文围绕如何在教学过程中提高学生的综合实践能力和职业素质，对“通信技术”专业的实践教学内容及实践教学模式进行改革。按照工作任务重构实践教学内容，改变过去按学科体系编排课程内容的结构。借鉴企业生产管理经验，以项目为中心组织开展课程实践教学；构建“教学工厂”实践平台，提高学生工程实践能力；引进企业管理制度，采用“车间组织”的实践教学模式等方式，提高了学生的团队协作能力等综合职业能力。引进企业组织结构，通过校企深度合作，构建基于“车间组织”的协同教学，从而推动高职院校从传统组织结构向新型的现代高职院校组织结构转变。

关键词：通信技术；“教学工厂”；车间组织；协同教学

随着我国高职教育从数量增加、规模扩张向内涵提升、特色培育的转变，高职院校面临着新一轮的以就业为导向的人才培养模式和以加强院校内涵建设为中心的教育教学改革。目前，我国高职院校基本上采用科层制组织架构，限制了高职院校办学功能的充分发挥。高职院校的根本职能是培养掌握技能的人，高职院校就是以培养高技能人才为中心的“教学工厂”。这就是高职院校的定位。既然是“教学工厂”，那就有必要引入具有“生产加工”意义的办学理念。工厂的生产组织结构为车间和班组，车间应在厂部生产指挥系统的领导下，建立健全统一的、强有力的生产组织机构。车間的中心任务是生产，围绕生产提高车间管理水平，完善车间管理制度是车间管理的基本方向。为此，我们借鉴企业生产管理经验，以“教学工厂”为核心，引进企业管理制度，采用“车间组织”的协同教学，对高职院校的组织结构进行重新思考和设计，以适应高职教育教学过程的实践性、开放性和职业性的特点。

1 基于工作过程的课程实践教学模式的构建

对”现代通信技术”等课程的教学内容进行精简和整合，指导思想是要充分反映新知识、新技术、新工艺、新成果。在介绍通信系统的基本知识和基本原理基础上，重点介绍卫星通信、光纤通信、移动通信以及电话网、有线电视网和宽带综合业务数字网等知识。在课程教学内容的重点确定后，按照工作任务重构教学内容，改变过去按学科体系编排课程内容的结构，构建按工作过程编排课程内容的结构的实践教学模式。设计工作任务，并按工作过程的不同工作任务和工作环节进行课程分解，细化成若干个知识点和能力点，由此将其转化为由专业知识和技能训练所构成的课程内容。以培养职业岗位群的综合能力为目标，强化知识的应用，有针对性的地培养学生的职业能力。

我们设计了几个典型学习情境，基本已涵盖”现代通信技术”的主要教学内容，他们是由一个个相互独立的典型工作任务组成，而且具有渐进性。例如：模拟通信部分我们以收音机的组装和调试为学习领域构造工作任务；数字通信部分我们以数字电话的组装和调试为学习领域构造工作任务，涵盖了模拟信号数字化和数字信号基带、频带传输等内容。移动通信部分则以GSM手机的拆装与测试为学习领域构造工作任务，涵盖了GSM移动通信系统的内容。

2 基于“车间组织”管理的高职院校实践教学改革

以项目为中心，开展课程实践教学。项目是指一系列独特的、复杂的并相互关联的活动，这些活动有着一个明确的目标或目的，必须在特定的时间、预算、资源限定内，依据规范完成。CDIO工程教育模式是一种基于项目全生命周期的学习。将实践教学内容分为通信基础、卫星通信、光纤通信、移动通信、通信业务网和接入网等6个二级子项目，2-3个课程一级综合训练项目。例如：我们先后开展了以收音机的组装和调试为学习领域构造项目，涵盖了通信系统基础，模拟信号基带传输、频带传输等内容。以数字移动电话的组装和调试为学习领域构造项目，涵盖了模拟信号数字化和数字信号基带、频带传输等内容。以GSM、WCDMA手机的拆装与测试为学习领域构造项目，涵盖了卫星通信、移动通信系统的内容。以电信网、有线电视网和计算机通信网的相互渗透、互相兼容的光纤同轴电缆混合网，即“三网融合”作为一级综合训练项目。通过与北京达盛科技公司、中兴通讯等企业的合作，采用企业中真实工作项目为学习载体，运用企业生产性项目作为实践教学内容，以项目为载体承载知识、技能和素养的训练；通过项目的“设计—制作”，巩固、运用知识与技能，使学生的硬技能与软技能得到进一步的提升。

构建“教学工厂”实践平台，提高学生工程实践能力。通过“教学工厂”的建设与实施，教师和学生可以接触到许多前沿的现代通信设备，开阔思路和眼界，这样可以提高老师和学生现代通信应用方面的水平。同时，利用现有平台进行相关课题开发与研究，更好地服务于地方经济的发展，发挥认证与培训的社会品牌作用。为了使学生独立分析和解决工程实际问题，培养学生的创新精神。通过教师推荐题目或学生自拟题目，在老师的指导下，理解如何进行选题、调研、制定设计方案，最终完成系统测试、维护和管理等过程。在课题的设计过程中，既活跃了学生的思想、调动了学生的主动性，又培养学生综合运用知识、独立解决实际问题的能力。通过“教学工厂”学习性工作实践，学生经历了通信技术领域的产品设计、生产、调试、管理的完整工作过程。通过企业的引进、设备的投入、营造了产学一体化的“教学工厂”环境，“教学工厂”既是教室又是企业的车间，真正做到“教室与车间合一”。

引进企业管理制度，采用“车间组织”的实践教学模式。在模拟通信、数字通信和移动通信实践教学中，数字移动电话的组装和调试，GSM、WCDMA手机的拆装与测试，我们按照电信企业真实的车间产品生产、检测、验收等组织过程，我们采用“车间组织”的实践教学模式，将班级学生分为若干“班组”，让学生成为准员工，参与企业的工作环境和工作过程。教师充当车间主任、技术主管。学生在教师指导下，自主、互助地完成学习任务。通过引入企业管理体系进行教学过程监控与管理。建立了教学督导制度，对教学秩序、教学过程、教学质量进行督导。

为什么要设计“车间组织”教学环境呢？因为CDIO项目的“设计—制作”全过程是以工作过程导向的，要让学生身为准员工体会企业的工作环境和工作过程，这一点体现了CDIO项目以工作过程导向的课程设计理念。通过重新组建班级学生团队，引入企业管理体系，学生身为准员工能更好地合作完成项目，锻炼了学生的合作沟通能力和责任心，提升了学生团队协作能力等综合职业能力，同时可开展多样化的教学评价方式。

3 以“教学工厂”为核心的高职院校组织变革

引进企业组织结构，构建基于“车间组织”的协同教学。协同教学是指由两个或两个以上的教师及教学助理人员组成教学团队，彼此分工合作，共同策划和执行某一项目或工作过程的教学活动。采用协同教学，从教师团队来说，协同教学使得某一教师团队应运教学的需要而共同备课、共同商讨、互相合作，增加了互相交流的机会，同时也能互补不足，取长补短，发挥每一位老师的所长，优化解决学生问题的最佳方案。从学生个体来说，提供并增加了个别学习的机会，教师在一次活动中能照顾到不同程度学生的学习障碍，减少个别差异，每位学生在原有基础上增加了学习和训练的机会。

以“教学工厂”为核心的协同矩阵式组织结构，就是在原有的纵向职能系统的基础上，又建立一种横向的任务系统，两者结合起来而形成的一种以“教学工厂”为核心的新型的组织结构形式。以“教学工厂”为核心的协同矩阵式组织结构有别于传统组织结构，传统组织结构的高职院校均是按照工作的相似性来进行职能分工和部門化，所以纵向层级链较长，从而导致管理和信息成本较高，降低了组织灵活性。近年来，现代移动通信技术的发展，特别是3G移动通信技术的发展，使信息传输更方便快捷，通信技术进入了一个物联网、云计算的新时代，大量信息通过短信等方式能被迅速传播。通过快捷的信息传播方式，可以极大压缩组织纵向层次、扩大管理幅度，从而使得整个组织的结构愈加呈现扁平化，组织的适应能力和协同战斗力也大为增强。高职院校实施二级管理模式，面向教学工厂，使管理重心再下移，增加了管理主体（系部）的管理幅度，体现了管理的扁平化。

与中兴通信合作，建设以学生为主体、以能力培养为核心，在仿真或真实企业环境中，通过基于工作过程的项目设计与开发为主要教学组织形式，注重素质训练、能力培养的工学结合人才培养模式。“职业情境，项目主导”工学结合人才培养模式融入了产业、行业、企业要素，具有实践性、开放性、职业性的特点，是工科院校人才培养模式的改革与创新，对培养学生的专业技术能力、岗位职业能力和社会实践能力效果显著。

引入“中兴通讯S.M.A.R.T职业规划教育体系”，为在校学生创造出与企业相似的模拟职业环境，引导学生进行职业规划设计、职业学习。并科学设置课程体系，运用具有企业特色的评估方式，使学生在大学期间实现目标明确的自我教育设计。

利用中兴通讯教育管理的行业资源，积极寻求学生实习岗位。协助学校把实习期的学生送到企业中进行去顶岗实习。真正走出校园，走上岗位开始自己职业生涯。

4 结束语

通过对”通信技术”专业进行实践教学模式的教学改革，经过两年多的创新实践与探索，效果明显。该项改革激发了学生的学习热情，有效培养了学生的岗位职业能力。实践教学是高职院校教学活动中非常重要的环节，对学生知识技能的掌握起到至关重要的作用。借鉴企业生产管理经验，采用“车间组织”管理的实践教学方式，以项目为中心组织开展课程实践教学，创建“教学工厂”平台，强化学生的能力培养，有利于培养高素质的、具有可持续发展潜力的技能型创新人才。该项改革激发了学生的学习热情，有效培养了学生的岗位职业能力。通过与中兴通讯合作，建设以学生为主体、以能力培养为核心，在仿真或真实企业环境中，通过基于工作过程的项目设计与开发为主要教学组织形式，注重素质训练、能力培养的工学结合人才培养模式。

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[11]陈廷柱，陈敏.L学院实施扁平化管理改革案例研究[J].高等教育研究.2009.3.

作者：董春利 王莉

综合仿真的卫星通信论文 篇2：

下一代网络技术

摘要：在上世纪中期第一次出现了为共享主机资源和进行信息的综合处理而形成了第一代的以单主机为中心的联机终端系统，此后互联网科技迅猛革新进步，从效率低的众终端连接主机的形式更新为当今我们日常经常涉及、必不可少的互联网科技。当今社会，互联网几乎成为现代人日常必须元素。但是，互联网和电脑的应用依然存在诸多问题，亟待解决。该文以实用为出发点进行探索，以期阐示互联网科技的未来趋势。

关键词：分布式系统；元计算；中间件；网格计算

只凭借一台计算机在已无法达到当今社会处理信息的客观期望，于是凭借一定的手段达到具有极好处理水平的目的变得尤其重要，而“元计算机”的诞生无疑实现了上述愿望。上世纪末，为解决网络内主机多而性能不佳的难题，相关机构投入财力物力进行研究，首先他们把两对主机建设为一个处理单位，然后借此探究对同时处理一定困难状况的能力水平。此单元实行集中控制，定向安排任务以及灵活统筹的方式，进而达到根据实际情况精确安排任务到指定的处理模块里去。元计算的环境涵盖内容有以下几个：支持分布并行的软件系统、全局的文件系统、视频电话系统、高速的互联通信链路、普通用户接口和信息诸如此类。现在常见专业语言为“网格计算（grid computing）”，其丰富地革新了开始的对应理念，主要为凭借全球各地的主机终端、计算资源诸如此类，达到提供使用者方便快捷的处理环境，其实际扩展涵盖了以下几个方面：数据查询、协同工程、高吞吐量计算以及分布式计算。所以，网格体系作为远距离控制协调资源的根本手段，被称为宽范围涉及的“无缝的集成和协同计算环境”。网格计算被誉为继Internet和Web之后的“第三个信息技术浪潮”，以期做到对下一代分布式实际效果以及服务产生重大作用，成为真正的‘下一代互联网络技术’。

1网格计算系统

1.1 网格计算系统的含义

网格是以电网的理念出发而建立起来的专业术语，其主要功效就是能够像中国电网一样，便捷的提供给用户服务。当人们享受电能带来的方便时，不会想到电力的来源、生成方式、传送途径等。同样对于网格运算体系来说，也要实现人们在便捷享用网络共享资源带来的方便的同时，不会受到区域差异、硬件条件等的限制。网格计算和分布式或者并行系统存在着诸多相似之处，然而仔细探究又会发现彼此之间的关键性差异。二者的相似之处为，都依靠相关硬件设备而都处在风险性较高的互联网领域中，同时要求做到整合范围涉及广泛的变化的资源，然而网格计算系统因自身的高标准导致编程和连接方式存在鲜明的特征。同时，网格系统仍然应该改善自身信息交流与传递的协调性，进而达到实际应用所需的标准，这就得依赖于该系统的异构性和动态性，还有目前并行技术无法达到满足此需求的目的。

就上述技术而言，尤为重要的一点即掌握了解技术处理方式以及所处阶段，并凭借上述掌握的情况完成网格操作的处理安排，最终动态掌握资源运行情况。

1.2 网格计算系统的体系结构

该计算系统的骨架以低级到高级的方式排列分别如下：构造层、资源与连接层、汇集层和应用层。

1）构造层：以多种多样的资源为基础，具体涵盖了超强处理能力主机、数据库管理系统、网络搜索平台以及超现实处理系统诸如此类的资源。

2）资源与连接层：此为网格系统的重中之重，其主要任务为控制远距离操作、安排资源比例、游览记录、确认正确信息、降低风险以及提高使用性能诸如之类，亦被叫做中间层。网格系统的作用的实现离不开此层的协助与控制。

3）汇聚层：给予客户使用凭借，来确保客户高效的享受到其中的资源。

4）应用层：给予网格计算可以认知的计算机程序，同时提供需要的相关据库管理系统以及对应的计算程序等，此外保障网页适用平台，已达到客户可以通过网络途径处理数据同时得到处理结果。

1.3 网格计算的要点分析

对网格计算的要点进行分析总结，概括如下：

1）网格结点：此技术的主要作用为给与网格系统所需的资源，涵盖内容主要有：MPP系统大型存储设备、高端服务器、集群系统诸如此类。上述所提资源处在不同的区域，因而导致网格计算的异构特性。

2）宽带网络系统：在网格系统环境下，此关键技术对于加强信息交流与传递的效率，由于信息交流与传递的效率高低将对网格系统的功效产生极大的作用，要实现网络连接与使用的同步以及快速、有效的信息交流与传遞离不开此关键技术的协助。

3）资源管理和任务调度工具：前者主要为处理资源的说明、安排以及控制诸如此类的任务后者主要为分析所处系统实际运营状态，对分配内容实时调整，加快处理速度。它们属于网格计算的中间件。

4）监测工具：较大运算能力的网格系统的每秒运营的最大值可超过百万亿次，然而客观的来讲，真实的处理效果远远达不到上述所说。究其根本为运行时的同时处理遇一次处理的过程不同的。此过程依赖于软件工作者的程序编码，但是对于研究硬件应用方面的相关人士而言，就无法做到高效的利用上述资源。此时，皆可以凭借检测手段帮助其了解资源分布和处理状态等，进而来解决上述难题。

5）应用层的可视化工具：网格系统的重要功能基本为进行据处理，因而常出现数量庞大的数据，在此条件下，只凭借人脑对上述庞大的信息进行处理绝非为一件易事。但只若做到将最终信息处理为能感性认识的图表等，就解决了上述难题，应用层的可视化工具正是具备所说功能，并提供友好的用户界面。

2 网格计算系统的代表项目

因为网格系统环境具有对存在差异的各独立单元有较高的通用性，进而组建起巨型世界范围内的网格系统，此为互联网革新之后的完善模式，所以，全球政府以及相关机构都将目光投向了此处，举行了多次国际间研究型会议、讲座、科研等，期间的研究成果被分享在资源网络上，以供相关人员的参考探索。其中较为典型的网格系统有以下几个：Globus项目、Legion项目、NetSolve项目、Javalin项目诸如此类，上述项目可以进行以下划分：

2.1 Globus项目

此项目从根本的相关系统的应用程序出发，整合不集中的资源，进而建立整体唯一的系统环境，此项目关键点为对应的工具包，它作为中间件，能搜索资源、控制、降低风险、信息交流与传递。它还可以根据客户的差异进行个性化设计。

2.2 基于Java的网格计算

Java编程语言以及延伸技术有效消除网格系统存在的疑难杂症，像风险新高等。此外，Java还具有在网页实施期间可以免去额外程序的要求。实际来说，只要具有网页浏览器的计算机，就能够进行数据处理。虽然此程序仍然具有速度慢诸如此类的缺陷，可其必然对网络系统的改革产生重要作用，为世界范围的数据处理打下了坚实基础。

现在关于网格系统的探索大部分集中于前端方面，同时产生较多有实际应用效果的程序，其典型结构为：凭借超级计算机获取资源，以此为基础，建立相关软件系统；在传播迅猛范围广泛的互联网络上插入中间件，以保证用户根据自身需要选取对应相关环境，同时，中间件还可以做到纪录作用，并将其信息加工，以便于超级计算机的处理。

以现在存在的现状为出发点，在考虑网格系统的特殊性，相关部门机构组织等仔细分析网格系统和内核的整合，探索其信息来源的区别和即时变化特质、协调资源和同时工作安排相符的控制方式，得到脱离不同使用者带来差异而建立的系统，同时，采用低风险、有效、高信誉性的方案，最终达到其资源控制的实际化应用效果的提升。

3 网格计算技术的应用

由于网格计算正处于萌芽阶段，根据客观情况，必然不会马上产生良好的市场效果。所以应当借助知识分子以及相关专业人士的试用评价，试用人员应具备以下特征：彼此居住区域较远，涉及世界各个区域，凭借远程控制进行交流，专业人士通过软件实施动态分析，以期做到指导以及控制。

3.1 计算科学家和工程师需要網格

以专业人士角度出发，现在凭借磁带邮递表现实际仿真的效果较为普遍——以效仿为开端截止于最终的差错分析，这期间要求的持续过程越长越不符合使用者要求。此外，科学家以及工程师若想要掌握充分的资源，就应借助网格计算系统。

3.2 实验科学家需要网格

从事实验和实地考察的专家人口为理论专业从事者的十倍，因此，若要做到深刻了解作用于自然，应从事实验和实地考察科学入手，专业者利用专业设备与互联网技术相结合，做到方便使用，以满足实验科学家对网络的需求。

3.3 企业需要网格

目前，世界上大部分公司具有国际化和世界化，而且互联网产生了对应的企业内部网系统，但此系统交易受到较多因素的影响，如网络带宽、服务器效果、产权、资金消耗诸如此类。

3.4 自然环境的保护需要网格

尽管目前全球政府机构在针对世界性灾害（像温室效应、环境恶劣等）现象方面的措施较为详细完善，专业者对网络相关信息贮备的设立缺陷较多，而且鉴于上述现象具有涉及面广泛的特点，相关专业人士的参与必不可少，因此，这就需要网格。

3.5 教育与培训需要网格

常规的实地教学存在的问题为对人身自由的限制，尤其对于遍布全球范围的论坛、讲座等，这必然会产生一定的时间消耗在旅途中，这无疑降低了我们的办事效率。但是网格计算系统就解决了上述难题，其主要原因为开发了远程应用软件，让远程教育与培训成为现实。

3.6 世界需要网格

按常理，网格计算体系不可能以特定地域进行隔离，而是逐渐走向全球化世界化，故目前有相关人士表示网络买卖可以取消交税环节，此无疑会对全球市场交易方式的转变产生重要在影响。

4 小结

网格计算系统根据实际情况将远距离资源进行整合协调，建立超现实云系统，从而达到高效处理水平。同时网络计算系统对核爆炸模拟、宇宙学、生物学、流体力学以及相关工程提供了实施方案，使网格产生实际化效果，但还必须解决下列问题：

1）应消除现在网络上数据传递效率低下的状况。可以借助网格计算体系以及与新型网络整合的方式，同时，凭借无线移动通信以及卫星通信同样可以达到预期效果。

2）应尽力消除人与计算机之间的隔阂，提高人使用网格计算系统的便利实用性。

3）依法消除利用网络信息传播期间侵害他人权利以及钱财的不良现象。

4）最面临的最困难的挑战为降低网络共享的风险。这是因为信息借助互联网传播，其网格计算完善程度越高，其更加多样化，给予不法分子作案机会。

参考文献：

[1] www.origincom.com.cn/artide/20010627-1.htm.

[2] www.CCW.com.cn/htm/produ/topic/01…6 8 13.asp.

[3] www.jini.org/servlets/ProjectList.

作者：张满满

综合仿真的卫星通信论文 篇3：

信息物理融合系统的相关研究

摘 要：信息物理融合系统CPS是一个综合计算、网络和物理环境的多维复杂系统，通过3C（Computation、Communication、Control）技术的有机融合与深度协作，实现大型工程系统的实时感知、动态控制和信息服务。本文主要阐述CPS的基本概念，对CPS系统的现有研究成果进行分析，总结我国CPS系统发展中的问题，并指明今后的发展方向。

关键词：信息物理融合系统 实时感知 动态控制

随着计算科学、数据处理等技术的发展，物理过程中的计算过程、通信过程已经实现了高度集中和物理装置的网络化、神经化、信息化，由此产生了信息物理融合系统，简称CPS系统。CPS系统可以对物理信息（反映环境、性质等状态的参数）的实时感知、动态处理与反馈机制，可实现对物理过程的自动化控制，达到类人的智能效果。

一、CPS的基本概念与来源

自二十世纪六十年代以来，电子技术，计算技术和网络技术等取得了飞速发展，特别是网络技术的革新成为了这场方兴未艾的伟大IT革命的重要动力源泉。网络的规模及其新应用领域正日益得到扩展，其最引人举目的是新网络技术和物理设备系统的结合。随着传感器、嵌入式计算设备或终端、高性能通信设备、各种消费类和工程类电子设备等物理设施的大量接入，新型计算机化和网络化的物理设备系统网络的规模得以急剧膨胀。同时，随着国家大型电力网络、航空航天交通控制网络、高速公路交通控制网络、卫生防疫应急响应网络、远程医疗与社区医保网络、海洋搜寻与救援网络等大型或者特大型网络物理设备系统的蓬勃发展，以及网络家电、汽车引擎智能网络控制系统、心房脉冲产生器、纳米级制造控制系统等小型或者微型网络物理设备系统的出现，突破了传统物理领域中的网络应用形式，使得用联网计算方式来整合物理系统和计算系统以实现物理设备的功能扩展成为物理系统发展的新趋势，并由此导致出现了新一代的并由此导致出现了新一代的工程系统：信息物理融合系统。CPS网络在工业生产与国民经济生活中的基础性、全局性作用正日益增强。

CPS，从广义上来理解，就是一个在环境感知的基础上，深度融合了计算、通信和控制能力的可控可信可扩展的网络化物理设备系统，它通过计算进程和物理进程相互影响的反馈循环实现深度融合和實时交互来增加或扩展新的功能，以安全、可靠、高效和实时的方式监测或者控制物理实体。CPS的终极目标是实现信息世界和物理世界的完全融合，构建一个可控、可信、可扩展并且安全高效的CPS网络，并最终从根本上改变人类构建工程物理系统的方式。

二、CPS系统的特征

CPS系统把计算与通信深深地嵌入实物过程，使之与实物过程密切互动，从而给实物系统添加新的能力。CPS系统的规格形状是多种多样的，小如心脏起搏器，大如国家电网。由于计算机增强的（computer-augmented）的装置无处不在，CPS系统具有巨大的经济影响力。CPS的研究与应用将会改变了人类与自然物理世界的交互方式，在健康医疗设备与辅助生活、智能交通控制与安全、先进汽车系统、能源储备、环境监控、航空电子、防御系统、基础设施建设、加工制造与工业过程控制、智能建筑等领域均有着广泛的应用前景。如家居、交通控制、安全、高级汽车、过程控制。环境控制、关键基础设施控制（电力、灌溉网络、通信系统）、分布式机器人、防御系统、制造业、智能构造、交通系统能够从智能汽车提高安全性和传送效率中有效地获益。家居技术将提高老人护理并有效控制与日俱增的护理花费。减少国家能源依赖。这很难估计CPS为未来生活带来的积极地潜在的价值。但我们都知道CPS的价值是巨大的。

微观与宏观的CPS材料、受控组件、运行中的医疗装置与系统、下一代电网、未来防务系统、下一代汽车、智能高速公路、灵活的机器人主导的制造、下一代航空器、空域与天域管理系统等。美国国防部预先研究局认为：赛博-实物系统（cyber-physical system，CPS）是指这样的系统：其功能中的很大一部分是从软件与机电系统中导出的。事实上，所有的防务系统（如飞机、航天器、海军舰船、地面载具，等等）和系统的系统，都属于CPS。另外，集成电路、MEMS、NEMS……也属于CPS

CPS是物理过程和计算过程的集成系统，是人类通过CPS系统包含的数字世界和机械设备与物理世界进行交互，这种交互的主体既包括人类自身也包括在人的意图知道下的系统。而作用的客体包括真实世界的各方面：自然环境、建筑、机器、同时也包括人类自身等。

CPS是可能是一个分布式异构系统，他不仅包含了许多功能不同的子系统，而且这些子系统之间结构和功能各异，而且分布在不同的地理范围内。各个子系统之间要通过有线或无线的通信方式相互协调工作。

CPS具有自适应性、自主性、高效性、功能性、可靠性、安全性等特点和要求。物理构建和软件构建必须能够在不关机或停机的状态下动态加入系统，同时保证满足系统需求和服务质量。比如一个超市安防系统，在加入传感器、摄像头、监视器等物理节点或者进行软件升级的过程中不需关掉整个系统或者停机就可以动态升级。CPS应该是一个智能的有自主行为的系统，CPS不仅能够从环境中获取数据，进行数据融合，提取有效信息，并且根据系统规则通过效应器作用于环境。

三、CPS系统与智能物联网的联系

智能物联网是智能科学与物联网交叉的产物，是下一代物联网系统。随着物联网覆盖面的增加，对数据存储和计算量的需求也将带来对“云计算”能力和全球卫星通信的要求，因此智能物联、云物联、卫星物联也将成为下一代物联网系统的特点。物联网系统在常态下应该与公用云系统相连，但是在非常态下应该及时接入移动云终端、组建专用云，使其具有智能传感与感知功能。

信息物理融合系统是“互联网+”在过程工业中的表现形式，它将工业过程与互联网相连，从而逐步实现智能工厂的最终目标。物理信息融合系统的研究需要从计算机科学，控制科学，和网络安全等方面进行。物理信息融合系统的最大挑战是控制系统的安全防护。

四、结语

近年来，CPS不仅已成为国内外学术界和科技界研究开发的重要方向，预计也将成为企业界优先发展的产业领域。开展CPS研究与应用对于加快我国培育推进工业化与信息化融合具有重要意义。对CPS系统的研究还有以下主要方向，CPS 科学基础及其关键技术、国民经济领域CPS应用系统示范及国家急需的CPS应用系统战略布局，并就3G与CPS融合、智能电网的CPS应用、CPS技术发展与智能交通、CPS技术在数字医疗、数字农业、公共安全等领域 。

CPS内容博大精深，它大到包括整个工业体系，小到一个简单的PLC控制器，这些是一切智能系统的核心；不能正确理解它，，就难于理解智能制造。因此，在我国推进智能制造的进程中，一定要重视CPS的核心作用。同时也要时刻认识到，根据目前人工智能的进展，技术非常重要。

在当前科学技术发展的基础上，信息物理融合技术是综合计算、网络以及物理环境的多维复杂系统，在进行计算、通信以及控制等方面能够有效的对大型工程设备进行控制、感知以及动态化的调节等，在未来社会、科技等行业发展过程中具有广阔的发展前景，是值得推广和普及的。

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作者：梁昂昂