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            Cyber-Physical Systems(CPS)是基于互联网技术的包含可以互相操作和协同作业的物理和计算组件的智能系统,这些高度互联的系统集成提供新的功能,使关键领域的技术进步,如个性化的健康保健,应急响应,交通流量管理,智能制造,国防和国土安全,能源供应和使用等,最终提高生活质量。
    未来,CPS的影响是颠覆性的,例如在汽车行业、机器人、智能建筑、智能医疗设备等领域。实现CPS需要异构部件和系统之间的互操作性,为此,美国建立了CPS工作组,旨在研究和确定CPS参考架构、网络安全和隐私,定时和同步、数据互操作等。
            目前,CPS参考框架基本已经确定,该参考框架提供一种共同语言和共同结构,有助于未来CPS的开发和维护。该框架的目的:
            1,为CPS的设计提供指导及评估工具。
            2,作为一个通用的设计模板或方法论,包括开发CPS的活动和任务,开发一个CPS系统的相关要素等。
            3,统一CPS基础框架,便于不同行业、不同领域的CPS系统集成和融合。
     
            下图是CPS简单的概念域模型图:

     
            CPS结构框架的关键属性:
            1,CPS有计算组件,由于软件平台的复杂度,该架构必须能够适应各种计算模型。
            2,CPS参考结构需支持各种模式的通信,包含任何设备之间的通信,该体系结构必须解决从独立到高度网络化的系统;异构协议集成。
            3,该架构可以支持各种技术的传感器接入。
            4,支持嵌套的CPS。
            5,必须明确定义的组件,组件的特征是周所周知的,使用标准化的语义和语法描述服务和组件目录。
            6,该架构必须支持应用程序和域的灵活性,要做到这点,组件的定义应该是灵活和开放的。理想的情况下,组件可以调整和快速更换(即使在运行时),CPS架构应该允许组成独立或者耦合的多个组件以适应情况的变化。解耦也应该存在于垂直架构层之间,允许每一层都可以修改和更换,而不影响其他层。组件的接口应该是标准化的,方便不同组件的集中配置。