随着计算机计算能力越来越快以及通信带宽价格的降低，计算及通信能力可以被嵌入到物理环境各种物体中监控物理实体的运行，物理实体反过来又可以借助于网络和计算机组件实现对环境的感知和控制。这种集计算、通信与控制为一体，将信息世界和物理世界紧密融合的网络系统便称之为信息物理系统（cyber-physical system, 英文简称CPS）。
CPS能够处理、融合海量异构数据，在复杂环境下稳定、安全的处理信息，有较高的自适应、自主协调以及自治能力。其体系结构可以分为4层，分别是感知层、网络层、认知层和控制层。感知层由传感器、控制器和采控器等感知设备组成，负责感知用户感兴趣的物理世界的某些物理属性，比如精准农业中农田的温度、湿度等环境参数，远程医疗中病人的血压、脉搏等生命特征参数等，实现多感知器协同感知物理世界状态。网络层负责连接信息世界与物理世界的各种对象， 实现数据交换，支持实时地协同感知和协同控制，为系统提供实时网络服务，保证网络分组的实时传输。认知层可以通过感知数据的认知计算、分析和推理，正确和深入地认识物理世界。控制层会根据认知层的认知结果确定控制策略，发布控制指令，远程指挥各个物理设备，形成反馈循环控制系统。
CPS的意义在于将物理设备联网，是连接到互联网上，让物理设备具有计算、通信、精确控制、远程协调和自治等五大功能。它在很多领域都有非常广泛的应用，包括智能电网、智能家居、智能交通系统、生物与医疗系统，航空航天等多个领域，将会使未来人类生活的世界变得更加快捷，更加精确。如果说互联网的普及颠覆了人类社会的工作以及生活方式，改变了人与人之间的互动，那么CPS的普遍应用将会给人类社会带来一次新的工业革命，将会改变我们与物理世界的互动。
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