10、物联网在网络物理系统中的概念、问题与应用

物联网在网络物理系统中的概念、问题与应用

1. 引言

在日常生活中，感知周围的环境是一种很自然的行为，即使不亲眼看到物体，也能在脑海中构建出它的画面。在先进的计算技术里，传感器被设计用来为人类感知几乎所有事物。传感器是输入设备，能检测如温度、压力、流量、湿度等物理参数，并将其转换为电信号进行传输和存储。

传感器可以安装在几乎所有设备上，具有很多实际应用，比如进入房间时自动开灯。将这些设备集成在一起形成网络，就能集体存储和监控结果。物联网（IoT）通常包含能产生信号和有限存储能力的小单元，这些小单元组合成具有中等存储和更好网络能力的设备，再通过互联网整合到影响云存储的网络中。

从技术定义来讲，“物联网是相互关联的计算设备、机械和数字机器、物体、动物或人组成的系统，它们具有唯一标识符，能够在无需人与人或人与计算机交互的情况下通过网络传输数据”。另一个不太技术的定义是“物联网实际上是一个非常简单的概念，就是把世界上所有的物理场所和事物连接到互联网”。

物联网与家庭和智能家居密切相关，同时在国防、航空航天、侦察、智能交通、智能电网系统、智能医疗系统和环境监测等领域有大量应用。物联网集成的一个优点是系统能根据智能系统的刺激进行实时更新。例如，在智能交通系统中，道路、桥梁、实时交通等重要信息的实时更新是物联网平台的关键特征。智能交通还包括为长期或短期残疾人士提供出行服务的自动驾驶汽车，自动驾驶汽车能在物联网系统的观测下进行分析和计算，物联网可以识别物体并仅通过命令指令来控制汽车。

2. 网络物理系统：定义

“网络物理系统”（CPS）这一术语是由美国国家科学基金会的海伦·吉尔在2006年左右提出的，它被定义为计算与物理系统的集成，