理论教育 物联网技术的CPS应用前景

物联网技术的CPS应用前景

时间:2023-11-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:依据CPS的发展现状,可以看出,虽然该技术还处在发展初期,但已被运用于医疗、能源、交通等多个重要发展领域,具有广阔的应用前景。4)在生物医疗方面,CPS旨在提高相应医疗与手术器材的灵活性和使用寿命,通过远程诊断与手术治疗,实现医疗资源的合理高效利用。此外,CPS在农业生产等领域,也将有巨大的发展潜力。

物联网技术的CPS应用前景

依据CPS的发展现状,可以看出,虽然该技术还处在发展初期,但已被运用于医疗能源交通等多个重要发展领域,具有广阔的应用前景。

1)在社会生活方面,各种CPS智能感控设备和相关应用程序的开发,将便于人们更准确地感知周围的环境,及时获得所感兴趣的信息与服务的动态更新,促进信息和知识的及时有效共享,增进人与人之间的沟通和联系。

2)在分布式能源开发和建设上,CPS的自主协调与大范围实时通信能力,能在太阳能风能、生物能等不稳定新能源加入的情形下,实现分布式电能的合理生产与调度,提高电网的负载能力和稳定性,改善电力系统的性能。同时,通过对无线信号的传感与控制,能提高对智能家电和电动汽车等各种智能可控负载的管理和协调能力。

3)在交通运输上,目前主要存在交通网络拥堵、交通事故频发、燃油消耗与碳排放高、道路运输能力与利用效率不均衡等问题。基于CPS技术的未来交通系统,能通过散布于道路、交通工具以及人之间的各种智能感控设备进行实时信号的传递和处理,宏观上这将有助于交通流和交通行为的分析与预测,微观上则能进一步实现“人—车”以及“车—车”之间的自治协调与协同。

4)在生物医疗方面,CPS旨在提高相应医疗与手术器材的灵活性和使用寿命,通过远程诊断与手术治疗,实现医疗资源的合理高效利用。基于CPS的廉价居民便携式医疗设备的使用和普及,将实现对人体各项生理参数和生活环境的实时远程精准监测与记录,便于医务人员更全面地了解记录病患的病历和生活习惯,更早发现并预防潜在病因,避免病情延误,对症下药,保证医治效果,提高居民整体健康水平。(www.daowen.com)

5)在工业自动化领域,CPS能依据环境中各节点信息的交互,实现生产资源、人力资源和经济资源的合理分配,并对工厂中各物理实体进行实时高效的调整和控制,提高工程监管的效率。此外,CPS设备能被布置在一些不易人为监测和管理的环境中,实现监控与预警操作,并能在紧急情况下实现无人监控的应急处理,避免工业设备的大规模级联失效等故障。

6)在城市基础设施建设上,CPS能提高资源的利用效率,并能有效收集和分析民众的愿望和建议,使得开发建设更加节能、环保、高效,相应的服务能切实满足人民需求。同时,该技术可被用于提高设备的可维修和可利用率、公共设施和智能建筑的安全性和智能性、以及城市整体建设和规划的灵活性和通透性等。

目前,CPS技术已经得到了国际工商业界和许多大型国际公司的高度关注,发展速度极为迅速。主要有汽车制造领域的戴姆勒、通用、福特等公司;医疗卫生领域的美国数字卫生中心、飞利浦;制造与过程控制领域的美国联合技术(United Technologies)公司、艾默生过程控制(Emerson Process Control)等;防御与航空领域的罗克韦尔·柯林斯(Rockwell Collins)公司、洛克希德·马丁(Lockheed Martin)公司、BAE系统公司、波音公司鬼怪工厂(Boeing Phantom Works)以及重要设施构建领域的IBM能源和公用事业解决方案中心、美国科学应用国际公司(SAIC)和风险投资公司New Venture Partners等。此外,CPS在农业生产等领域,也将有巨大的发展潜力。

由此可见,CPS是一种面向资源实时优化配置和高效能可持续利用的智能技术,并具有较高的兼容性和普适能力,将被应用于人类社会生活的各个领域。CPS相关产品和技术的研发与应用,将大大促进这些领域的科技与经济发展,为人类提供更优质的生活体验和服务,创造新的社会发展机遇。

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