信息物理融合系统研究综述

第37卷第10期自动化学报Vol.37,No.10 2011年10月ACTA AUTOMATICA SINICA October,2011

信息物理融合系统研究综述

王中杰1谢璐璐1

摘要信息物理融合系统(Cyber-physical systems,CPS)是多维异构的计算单元和物理对象在网络环境中高度集成交互的新型智能复杂系统,具有实时、鲁棒、自治、高效和高性能等特点.本文首先介绍了CPS的概念和特征,综述了CPS的当前发展状况与应用前景;其次,对CPS的系统构成进行了简要分析,讨论了CPS与相关技术的区别与联系;最后,对CPS技术发展所面临的主要挑战及可能的研究方向进行了总结与展望.

关键词信息物理融合系统,实时,高性能,嵌入式系统,网络控制

DOI10.3724/SP.J.1004.2011.01157

Cyber-physical Systems:A Survey

WANG Zhong-Jie1XIE Lu-Lu1

Abstract Being a real-time and robust autonomous system with high performances,cyber-physical systems(CPS)are a kind of novel intelligent complex systems with di?erent scales of computation and physical components tightly integrated and interacted under the future networks.The notion and the characteristics of CPS as well as the development of this technology are?rst presented.Then,the technology framework of CPS and its relationship with other related systems and technologies are discussed.Finally,challenges to be dealt with for CPS are pointed out,and the future research directions are discussed.

Key words Cyber-physical systems(CPS),real-time,high performance,embedded system,networked control

嵌入式技术、计算机技术和网络技术的发展,为人类的生活带来了极大便利.但随着硬件产品性能和数据处理能力的不断提升,网络通信技术的飞速发展,计算机系统的信息化与智能化,人们对于各种工程系统和计算设备的需求已不仅仅局限于系统功能的扩充,而是更关注系统资源的合理有效分配和系统性能效能的优化,以及服务个性化与用户满意度的提升.在这种需求的引导下,信息物理融合系统(Cyber-physical systems,CPS)作为一种新型智能系统应运而生,并引起了各国政府、学术界和商业界的高度重视.

CPS可以理解为基于嵌入式设备的高效能网络化智能信息系统,它通过一系列计算单元和物理对象在网络环境下的高度集成与交互来提高系统在信息处理、实时通信、远程精准控制以及组件自主协调等方面的能力,是时空多维异构的混杂自治

收稿日期2010-04-14录用日期2011-05-17

Manuscript received April14,2010;accepted May17,2011

国家高技术研究发展计划(863计划)(2011AA040502),国家自然科学基金(71071116),上海市基础研究重点项目(10JC1415300)资助Supported by National High Technology Research and Devel-opment Program of China(863Program)(2011AA040502),Na-tional Natural Science Foundation of China(71071116),and Shanghai Key Project of Basic Research(10JC1415300)

1.同济大学电子与信息工程学院上海201804

1.College of Electronics and Information Engineering,Tongji University,Shanghai201804系统[1?2].CPS在功能上主要考虑性能优化,是集计算、通信与控制3C(Computation,communica-tion,control)技术[3]于一体的智能技术,具有实时、安全、可靠、高性能等特点.相较于现有的实时嵌入式系统和网络控制系统,CPS关注资源的合理整合利用与调度优化,能实现对大规模复杂系统和广域环境的实时感知与动态监控,并提供相应的网络信息服务,且更为灵活、智能、高效.

CPS与人类的生活和社会的发展息息相关,是涵盖了小到纳米级生物机器人,大到全球能源协调与管理系统等涉及人类基础设施建设的复杂大系统. CPS的典型应用包括智能交通领域的自主导航汽车、无人飞行机;生物医疗领域的远程精准手术系统、自主计算与感控的植入式生命设备;以及智能电网、家庭机器人、智能建筑等,是构建人类未来智慧城市的基础.

本文对信息物理融合系统这一新兴技术进行了概述.首先,介绍了CPS的概念和特点,综述了CPS的发展现状和应用前景;其次,对CPS的系统构成和理论基础进行了说明,分析了现有的CPS架构,讨论了CPS与计算机系统、嵌入式系统、网络控制系统和物联网等技术的区别与联系;最后,分析了CPS研究所面临的挑战,并对CPS的技术发展和应用实现进行了展望.

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1信息物理融合系统(CPS)

1.1CPS的基本定义

CPS的理念最早由美国自然基金委提出,该概念一经提出便获得了国内外的广泛关注.各国科研学者从CPS的理论方法、相关组件、运行环境、系统设计和实现等不同层面对CPS进行了深入研究.但由于CPS具有较高的复杂性,继承并融合发展了多个学科的不同技术,很难给出一个精确而全面的定义;加上不同领域的研究者对CPS的理解各异,短期内还未能完全达成共识.

本文给出了几个较具代表性的定义:

Lee[1]提出,CPS是一系列计算进程和物理进程组件的紧密集成,通过计算核心来监控物理实体的运行,而物理实体又借助于网络和计算组件实现对环境的感知和控制.

Baheti等认为CPS是系统中各种计算元素和物理元素之间紧密结合并在动态不确定事件作用下相互协调的高可靠系统[2?4].

Sastry[5]从计算科学与信息存储处理的层面出发,认为CPS集成了计算、通信和存储能力,能实时、可靠、安全、稳定和高效地运行,是能监控物理世界中各实体的网络化计算机系统.

Branicky和Krogh等[6?7]则从嵌入式系统和设备开发的角度,指出“Cyber”是涉及物理过程与生物特性的计算、通信和控制技术的集成,CPS的本质正是集成了可靠的计算、通信和控制能力的智能机器人系统.

马文方指出,CPS是在环境感知的基础上,深度融合计算、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,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实时交互来增加或扩展新的功能,以安全、可靠、高效和实时的方式检测或者控制一个物理实体[8].

结合以上各种概念,本文认为,CPS强调“Cyber-physical”的交互,涉及未来网络环境下海量异构数据的融合、不确定信息信号的实时可靠处理与通讯、动态资源与能力的有机协调和自适应控制,是具有高度自主感知、自主判断、自主调节和自治能力,能够实现虚拟世界和实际物理世界互联与协同的下一代智能系统.

1.2CPS的主要特征

在实际应用中,CPS旨在提高人类生活质量,促进人和环境的和谐发展.在系统实现上,CPS以同时保证“实时性”和系统的“高性能”为主要目标,具有自治、交互、精准、抗毁、协同、高效的特性,能够实现对Cyber与Physical大规模动态异构资源的监控管理.相较于现有的各种智能技术,CPS在结构和性能等方面主要有以下几大特征[9]:

1)信息与物理组件高度集成;

2)各物理组件都应具有信息处理和通信能力;

3)是网络化的大规模复杂系统;

4)在时间和空间等维度上具有多重复杂性;

5)能实现资源的高效动态组织与协调分配;

6)系统高度自治自动化,满足实时鲁棒控制;

7)系统安全、可靠、抗毁、可验证;

8)自学习、自适应、动态自治、自主协同.

2CPS的发展

自2005年提出至今[3],CPS的发展得到了许多国家政府的大力支持和资助,已成为学术界、科技界争相研究的重要方向,获得了国内外计算机、通信、控制,以及生物、交通、军事、基础设施建设等多个领域研究单位与学者的关注和重视,具有很高的科研意义.同时,它也成为了各行业优先发展的产业领域,具有广阔的应用前景和商业价值.

2.1CPS的国内外研究现状

1)美国

在美国,近年举办了多次CPS相关的国际性会议和研讨活动,就CPS的基础理论、CPS的应用、CPS的性能以及CPS的安全性等问题展开了较为深入的讨论,引发了人们对CPS的研究.同时,CPS连续多年均被美国国家自然科学基金会(National Science Foundation,NSF)列为科研热点和重点,进一步促进了CPS及其相关技术的开发和应用.

基于对近年来获得NSF资助的CPS相关科研项目的分析,其研究热点集中在嵌入式与自动化开发、网络化与信息安全和信息基础设施建设三大方面,主要涉及:节能、廉价、灵活、通用的CPS智能自治嵌入式设备以及相关软硬件组件及环境的设计开发;安全可靠的CPS有线与无线异构网络通信协议、网络服务和通讯环境的构建与优化;复杂工业工程系统和智能电网等大规模基础设施的网络化精准协同控制,以及对相关资源的高效管理和智能调度决策等问题.目前已取得了较好的初步成果.

麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology,MIT)设计了基于移动机器人的分布式智能机器人花园,研究了面向动态环境感知、多节点协调通讯和任务自主获取与执行的CPS自治建模和控制,为进一步提高CPS的节点间的自主交互与高效实时通讯构建了基础.宾夕法尼亚工程学院研究的汽车导航软件GrooveNet,在系统的协调性、稳定性和可信度上做了很多创新,能够同时支持

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对真实车辆与虚拟车辆的运行监控,为车辆CPS的构建和自治导航的协调优化提供了一个良好的建模与仿真测试平台.Carnegie Mellon大学的Marija Ilic课题组将支持向量机预测模型和马尔科夫状态控制等方法运用于智能电网CPS的建模优化,实现了风力发电中能量的优化协调和配置,相关方法有望适用于未来分布式新能源CPS的调度管理[10?11]. Indiana大学在城市下水道网络的管理和监控上引入了CPS的思想和技术,正在开发完善的CSONet 监控系统[12]旨在实现人类需求和气候环境动态变化下的城市管道排放水网络的自治调度管理.此外, CPS相关技术也正被广泛应用于新型智能生物医疗设备的设计与开发;在抗灾预警、金融调控、军事演练、社会行为分析、物流和供应链优化等领域需求层面上,也均有一定应用.

2)欧洲

在欧洲,CPS研究还处在理论创新的尝试阶段.许多学者对于CPS的构架与建模新方法展开了讨论和研究.Rammig提出了将生物系统理论和智能计算方法与CPS技术相结合的思想,实现了系统计算性能的优化[13].此外,欧盟在智能电子系统以及多元件的复杂系统集成上做了很多工作,于2008年启动了ARTEMIS(Advanced research and technology for embedded intelligence and sys-tems)等项目,将CPS作为智能系统的一个重要发展方向,并创办了CPS专刊“International Journal of Cyber-Physical Systems”.

3)日韩

在日韩等国,CPS从2008年左右开始备受关注.韩国科技院等高等教育机构和科研院尝试开展了CPS的课程,从自动化研究与发展的角度,关注计算设备、通讯网络与嵌入式对象的集成跨平台研究.在日本,以东京大学和东京科技大学为首,对CPS技术在智能医疗器件以及机器人开发等方面的应用投入了极大的科研力量.

4)中国

中国于2008年在北京召开的IEEE嵌入式研讨会上,将信息物理融合系统的研究列为今后技术发展的一大重点.2009年举办的一系列网络控制技术和网络信息技术论坛以及计算机大会中,也高度关注了CPS技术在工业等领域的发展状况.2010年,国家863计划信息技术领域办公室和专家组在上海举办了“信息-物理融合系统(CPS)发展战略论坛”,对这项技术给予了高度关注.

国内学者也已经进行了一些相当有意义的CPS 前沿技术研究,并取得了一些研究基础.计算机领域的学者结合物联网和云计算等技术,针对CPS的普适化网络环境开展了一些探索性研究,武汉大学信息资源研究中心提出了结合云计算和下一代互联网的理念,进行CPS语义中间件的设计,研究CPS网络互联和自主交互等技术.Xia等[14]则从系统自动化控制的角度出发,提出了“面向复杂信息物理融合系统的实用型高可信无线通信协议”,基于结点间反馈控制技术开展了医疗应用中传感器任务调度和控制的研究.此外,清华大学、华东师范大学、天津大学、同济大学等多所研究机构也开展了CPS技术的相关研究.香港和台湾各大学也于近年举办了多次有关CPS的研讨会,并成立了名为UCCPS(User-centric cyber-physical systems workshop)的CPS 亚洲论坛.

2.2CPS的应用前景

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.

5)在工业自动化领域,CPS能依据环境中各节

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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United Technologies、爱默生Emerson Process Control等;防御与航空领域的Rockwell Collins,Lockheed Martin Corporate Headquarters,BAE,Boeing Phantom Works以及重要设施构建领域的IBM Global Energy and Util-ity Solutions,SAIC和风险投资公司New Venture Partners等[9].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.然而,CPS作为一个崭新的研究领域,概念新颖、学科跨度大,和现有的系统理论与研究基础存在较大不同.在CPS技术的未来研究中,将主要面临CPS架构设计、系统抽象与建模、系统设计方法、系统验证体系、仿真工具和实现平台等方面的挑战.为了更好地实现CPS在未来各个行业领域中的融合和应用,把握技术发展和革新的机会,需要突破现有的计算模式、物理架构、控制方法和通讯环境,从CPS技术理论层面,对该技术进行切实深入的研究.

3CPS的系统构成

系统结构的优劣将从根本上影响系统的最终性能和所能满足的功能需求,更不用说系统的平台兼容性和灵活性等问题,因此,CPS组件抽象与架构建立是实现整体研究的基础,具有非常重要的地位.本文将依据国内外现有研究,从CPS的抽象结构、运行方式、物理构成和实现架构这4个方面,对CPS的架构进行分析和讨论.

3.1CPS的抽象结构

简单地说,CPS中的“Cyber”和“Physical”可以视为两个具有节点交互的网络:“Physical”层包含了多个相互联系的物理实体,“Cyber”层由众多的智能监控节点(包含了人、服务器、信息站点或者各种移动设备等)和它们之间的通讯联系构成[3].在“Physical”层和“Cyber”层相互作用下,系统通过计算、通信和控制3C技术实现信息的交互和决策,如图1所示

.

图1CPS的抽象结构[3]

Fig.1Abstraction of CPS

然而,具体Cyber-Physical的3C对应关系是如何实现的,各组件和资源间是如何协调的,还是一个亟待解决的问题.因此,又有许多学者从CPS的运行方式、物理构成和系统实现等角度,对CPS的结构进行了不同的描述.本文选取其中比较有代表性的几种结构进行了分析.

3.2CPS的运行方式

Bestavros等提出了CPS系统运行方式的抽象结构[15],如图2所示.物理层的实体通过对环境的感知,对相应的信息进行处理,并在进行处理的同时将信息经网络发送到信息层,信息层组件在获取感知信息后,针对物理环境和网络中用户需求的改变,自动调整内部关联与模型,将指令通过人机界面或者执行器和驱动设备传送给物理层各组件.物理实体接受指令,并通过实体间的自主协调,执行系统所要求的相应操作.这种系统运行方式较为直观地体现了通过Cyber-Physical交互,将物理世界和虚拟世界互联的思想,不足之处在于没有突出物理组件所具有的自主协调、自主验证和自主决策能力,也没有充分考虑人在系统中的地位和作用.

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图2CPS 的运行方式[15]Fig.2

Operation of CPS [15]

3.3CPS 的物理构成

在CPS 的物理构成上,Al-Hammouri 等[16]提出了CPS 结构的一般性描述(图3),并说明了基于此结构的CPS 的特点

.

图3CPS 的物理构成[16]Fig.3

Structure of CPS [16]

CPS 与传统的计算机控制系统和无线传感网络在物理构成上存在较大的不同.首先,CPS 的网络环境是异构的,能同时涵盖不同属性的网络,并且信息通信范围不受限制;其次,CPS 传感网络中不单包含传感器节点(Sensors),还包含了执行器/驱动器节点(Actuators),以及一部分同时具有传感与执行能力的节点(Sensor +Actuator).在CPS 环境中,控制者可以代表具有自主协调和计算能力的控制器设备,也可以指人和其他生命体.此外,控制者、传感器和执行器位于同一层面与物理世界交互,指出CPS 是包含了人和生物等生命体在内的与物理环境直接交互的反馈系统.3.4

CPS 的实现架构

基于CPS 的物理实现,Tan 等[17]在ACMSIGBEDReview 上提出了一种基于可信的CPS 原型架构,研究了基于下一代网络技术和Web service 的全局标识时间、事件/信息驱动、发布/订购机制、语义控制规则和量化机制等技术,如图4所

示

.

图4CPS 的实现架构[17]

Fig.4

An architecture of CPS [17]

该结构的特点在于从系统构建和实现的角度,较为全面地说明了CPS 在设计和具体运行实现时,所可能涉及的关键技术.主要包括:1)CPS 中的传感器和执行器节点是在现有传感器节点中融入了控制和计算能力的新型节点;2)“下一代网络”是实现CPS 实时通信和信息交互的重要节点和环境;3)CPS 中的信息流包含语义事件信息和普通数据信息,因此,信息层对应的系统CPU 内核应具有语义识别和控制能力,以便提高系统的实时感知能力;4)“人”是CPS 系统反馈结构中的一个组件;5)信息安全和可靠数据服务是CPS 的关键问题.基于该架构的CPS 系统在原型设计中若能添加对系统性能的量化和验证模块,比如哪些模块能够保证系统的实时性和高性能,或者会影响这些性能,则这个框架会更加完善.

此外,也有学者从节省系统能耗、增强系统的自适应感知能力和提高系统在多平台协作下的实时性和可靠性等角度,对CPS 的架构进行了很多有意义的研究.

4CPS 的相关技术

依据CPS 的概念及特性描述,可以认为CPS 技术结合了计算机系统、嵌入式系统、工业控制系统、无线传感网络、物联网、网络控制系统和混杂系统等技术的特点(如图5),但又和这些系统有着本质不同.为了更好地实现CPS 的抽象与建模、研究系统设计与仿真实现的方法、构建CPS 的验证体系,需要充分认识、利用并改进现有的相关技

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术

.

图5CPS的相关技术

Fig.5CPS-related technologies

4.1CPS与计算机系统

CPS也必须具备计算机系统中的软硬件组件与功能,比如具有中央处理机、存储器和外部设备,以及操作系统、语言处理系统、数据处理系统和人机交互系统等.但在各个组件的具体设计与实现上,将会有很大的不同.这主要在于现有计算机系统的主要目的是为了高效存储、转换和处理数据.而CPS 的最终目的是实现计算过程和物理过程的实时有效交互.因此,

性、安全性、可靠性、防御性、保密性以及自适应等特性,却是CPS关注的重点.此外,计算机系统中的网格技术、云计算、并行计算等技术,在一定程度上也满足CPS分布式分散控制和高效计算的特性.可以考虑将这些技术与CPS相结合,并针对不同的系统需求与问题,进行自适应的改进和优化.

4.2CPS与嵌入式系统

在技术构成上,虽然嵌入式系统是依照软硬件协同理念进行开发和设计的,但CPS中计算单元和物理对象的结合与传统的软硬件协同技术不同. CPS要求硬件中一定要包含Cyber组件.软硬件协同的目的是为了提供一个稳定的集成环境,以便通过在物理设备中嵌入一定的计算设备和相应的软件来增强嵌入式系统的功能.而CPS中的Cyber-Physical集成是为了使系统更好地适应周围不确定的、动态发展和变化的环境,更注重计算资源与物理资源的深层耦合、协调同步,以及资源的有效利用等问题.

在控制实现上,嵌入式系统的控制大多是基于连续动态反馈实现的,往往忽略实现过程中的细节问题,比如模式转换、错误检测、时间约束等问题.在系统实时监控上也常采用基于事件的设计方法,但该方法对于稳定性、短暂恢复和参数变化等随时间动态变化的问题无法实现有效监控.CPS需要面对的是更为复杂的应用程序,比如大型安全系统、自治系统和多智能体系统,这些系统往往具有分布式混杂系统的特性,需要精密的数字化控制算法.因此,单纯从工程化的角度,利用现有基于测试的嵌入式平台是不够的[18],可考虑在CPS系统中采用基于多模型的设计结构来替代传统基于事件的结构.

在产品开发应用上,首先,嵌入式软件主要面向小型计算机的设计,对应的问题也是在有限资源环境下的优化.而CPS要解决如何在时间和空间多维异构环境下的大范围复杂巨系统的系统一致和高效等问题[19].其次,嵌入式系统是封装式的,一旦和具体应用结合在一起,它的升级换代也必须和具体产品同步进行,导致了系统不够灵活,平台兼容性和适用性较差,系统更新换代的代价较大.这些问题正是CPS旨在避免和解决的.

然而,虽然存在以上几大不同,CPS的核心却离不开嵌入式.可以将CPS技术视为对现有嵌入式技术的完善与优化.

4.3CPS与工业控制系统

CPS是一个具有控制属性的网络,但它又有别于现有的工业控制系统.现有控制系统基本是封闭的系统,即便其中一些工控应用网络也具有联网和通信的功能,但其工控网络内部总线大都使用的是工业控制总线,网络内部各个独立的子系统或者设备难以通过开放总线或者互联网进行互联,通信的功能也比较弱.而CPS则把通信放在与计算和控制同等地位上,这是因为CPS是涉及人和生物等感知因素的智能控制系统,它强调的分布式应用系统中物理设备之间的协调是离不开通信的.CPS具有对网络中设备远程协控的能力,并且CPS在被控对象的种类和数量、特别是在网络规模上都将远远超过现有的工控网络.文献[20]对CPS技术和工业控制系统的异同,以及CPS技术在现有工业系统中的发展趋势进行了较为详细的探讨.

4.4CPS与无线传感网络

无线传感器网络(Wireless sensor network, WSN)主要由部署在监测区域内大量的微型传感器节点(Sensors)构成,是通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络.无线传感器网络技术的发展将有助于CPS的实现,现有无线网络环境的构建将为CPS的发展提供很好的平台.但WSN技术有一定的局限性.主要在于这些节点在被投放到监测地点后,在空间上基本是静态配置的,技术专有化程度高,适用性不广,而且其中的具体连接方式不明朗,

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属于一种开环的监控模式.此外,大多数传感器网络面临节点数量受限等问题[21]:1)由于过多的节点和通讯线路会使网络变得十分复杂而无法正常工作;

2)因为传感器节点的价格目前并不低廉,但电池寿命在最好的情况下也只能维持几个月.

而且CPS不仅由传感器节点构成,还包含执行器[22].CPS在监控时需要保证闭环交互控制,但其网络结构是分布式开放的.由于节点(特别是具有执行功能的节点)具有自主性,因此,其拓扑结构是呈时空动态配置的,节点间应有明确的协调和通信协议,以及在不同环境下可通用的解决方案.文献[23]就提出了一种以消息为中心的CPS实时数据服务,能够实现对无线传感网络中信息的实时抽取,并保证了通信的安全性与效率.同时,CPS也将通过网络控制策略和电池设备的改进来延长传感器节点的使用寿命.

4.5CPS与物联网

物联网(The internet of things)的概念近年来在我国得到了高度重视和快速发展.然而物联网并不是信息物理融合系统,物联网是通过射频识别(Radio frequency identi?cation,RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种“物物相连的”网络[24].它和CPS的主要差别在于:

1)“物联网”中的“物”要满足以下条件:要有相应信息的接收器;要有数据传输通路;要有一定的存储功能;要有CPU;要有操作系统;要有专门的应用程序;要有数据发送器;遵循物联网的通信协议;在世界网络中有可被识别的唯一编号[24].而CPS 中,所有的计算模块、通信模块、网络节点、物理实体,包括人自身,都可以被视为系统中的物理组件.

2)CPS实现的是对各物理组件(涉及“人”等生命体)的远程通讯和控制,是一种“感控”的过程;而物联网所实现的仅仅是人对物体状态的感知功能,并不能实现远程实时控制.而且物联网的通信大都发生在物品与服务器或物品和人之间,物品之间并无通信,不具备CPS组件的自主交互和自治能力.

3)CPS涉及的是不确定环境下的海量异构数据,而物联网主要依赖传统的小型嵌入式芯片,并不能应对海量信息的提取和计算.

4)从系统性能的角度出发,CPS具有更好的容错性、计算管理能力、协同性和适应性.

由此可见,物联网、普适计算与环境智能等未来网络技术的发展为CPS的实现提供了一个物物相联的网络通信环境.随着CPS技术在大规模实时服务系统中的应用和普及,RFID等物联技术在完成货品跟踪与监测等基本服务的同时,也将能实现对实际货品与相关资源的实时精确调度和控制.

4.6CPS与网络控制系统

网络控制系统(Networked control system, NCS)是通过串行通信网络形成的闭环反馈控制系统,它与CPS的问题领域具有一定的相似性,但在技术实现上的要求更高,主要体现在系统的实时自治控制上.网络控制系统在远程控制中主要面临网络诱导时延、单包/多包传输、数据包丢失、节点的驱动方式、静态/动态的网络调度、通讯约束、空采样、抖动和时序错乱等多个问题.为了更好地避免这些问题,提高系统的实时性,CPS设备主要采用分散式布控,在各节点自主感知控制的基础上,结合中枢连锁可调节反馈控制的控制模式来实现系统的调度与决策[25],通过赋予节点自治性,优化控制模型的精准度,实现系统的自主自适应调节,提高系统的整体响应速度和任务执行效率,实现在信息反馈到决策者的同时,利用执行器在当地实时处理和解决问题.这使得CPS具有更高的性能优势.

4.7CPS与混杂系统

混杂系统(Hybrid systems)是指连续变量和离散事件同时存在并且相互影响和相互作用的一类动态系统.CPS属于混杂系统的研究范畴,混杂系统中的许多模型和技术都可以作为CPS研究时的借鉴,比如离散事件模型、计算智能模型、博弈法等.但CPS也具有混杂系统所不包含的新特征,比如信息层的软件组件将和所涉及的实际物理设备直接交互,而每个物理设备也都必须包含通讯与计算的能力;而且CPS中的反馈是包含了人和生物在内的“Cyber-Physical”反馈过程.人将不仅作为系统的设计者、监控者和使用者,而是变成系统的一部分.人的语言、思想、行为甚至人的生物特征等因素都将参与CPS的运行与决策.

5CPS研究面临的挑战和研究方向

CPS作为一门新兴的技术,有很多难题需要解决,其研究议程将是庞大的、跨领域的,将涉及计算科学、生命科学和许多工程相关科学中的知识,比如生物学、力学、机械学和电学等.本文在对现有研究进行分析阐述的基础上,指出在当前的CPS研究中,主要面临着如何在异构环境下实现“Cyber-Physical”集成、如何实现组件动态抽象、如何实现系统的自治协调、如何提高系统的实时性、如何确保系统安全可靠,以及如何进行系统性能和系统相关模型方法验证这6大主要挑战.并针对各项挑战,

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对可能的解决方法和研究方向进行了展望.

5.1Cyber-Physical在异构环境下的集成

传统的物理系统是通过微分方程和连续的边界条件来控制和处理问题,关注影响系统实现的细节因子;传统的信息系统则是建立在认知和离散数学等非结构化知识的基础上的,对时间和空间的连续性不敏感,通常只关心系统功能的实现.而信息物理融合系统同时涉及物理组件和信息组件,因此,如何克服这种差异,实现信息层和物理层的深度耦合,是CPS研究中的首要问题.

在研究中可以从操作系统和编程语言的角度出发,重新考虑硬件与软件的划分,采用软硬件综合建模,促进Cyber-Physical的融合.比如TINYOS 和NESC通过结合,混淆了操作系统和编程语言的界限,提供了一套更为合适的嵌入式软件抽象模型.而电子设计自动化(Electronic design automation, EDA)社区和PROLEMY Project在基于多模型混合的软硬件共同设计上也开展了探索[19].也可以从理论研究角度入手,结合可计算的动态系统理论.传统的系统理论或者是纯物理的(比如控制系统、信号处理等)或者是纯计算的(比如计算性、复杂性等),新型的混杂系统以及随机进程代数等理论则应当对物理和计算两部分的内容进行柔性融合.此外,还可以考虑结合云计算和网络中间件技术[23],以下一代互联网为平台,构建虚拟化资源池,实现系统中计算资源和硬件资源的管理和调度.文献[26?27]研究了CPS中的任务调度优化问题,通过设计控制规则来实现对CPS行为的调节,初步实现了能够预测系统性能并降低资源开销的任务调度算法.

5.2组件抽象

CPS的组件抽象是CPS研究中的一大难点.主要面临如何才能“忽略”不同应用领域和不同平台种类的知识和技术特点,将混杂的交互过程解耦,从动态的、相异的、时空多维的混合领域中完成对不同信息与物理设备的抽象和量化等问题[28?29].除了进一步优化现有软件工程的相关理论,还可以考虑结合GIS和多维数据挖掘技术,通过对现有数据的分析,提取对于组件识别和抽象有用的信息.也可以结合图论和复杂网络技术,通过将信息抽象为网络中的“节点”和“边”,进而分析信息的构成特点,并通过复杂网络中的集群效益和社区划分等方法,实现对混杂信息与组件的提取.

5.3自治性和自主协调性

大规模CPS的出现,将会提供给决策者和普通用户以海量的信息和远远高于需求水平的大量可被控制的电子设备.这就可能会超出人的操控能力.因此,CPS应该具有能够自行消化信息和知识、并自主动态地操控每个设备的能力.只有满足了自主性,才能实现CPS系统的全局性能优化.因此,需解决系统中组件的自主交互和资源的协调调度问题[26?27,30].

可以考虑结合网格技术、Multi-agent智能技术和移动机器人技术,实现CPS组件的智能感知和协调交互能力.也可从语言上入手,设计和开发更具可预测性、可靠性,更易理解的代码,比如Signal等同步语言[31],已被证实在航空电子设备中非常有效.此外,自主性的实现主要是依靠对系统的有效控制实现的,因此,在控制算法的设计上需要尽量避免冲突和冗余现象,以便实现系统的同步,可以尝试结合基于扩展马尔科夫链的控制以及一些动力学和生物同步相关的控制方法.

5.4实时性

在现有嵌入式系统和网络控制技术中,实时性也是一个研究重点.在CPS环境下对实时操作的要求更高,不仅要提高系统实时性的精度,也要提高系统的兼容性,以便具有在不同平台和不同空间范围中实现系统实时响应的能力.如何在广域时空范围下实现对系统的实时控制,以及如何在不牺牲系统性能和资源的前提下提高系统实时性及可预测性,是实现CPS技术的难点.以下是几种提高系统实时性的方案[32?33]:

1)设计可预测的分层存储技术.在传统分层存储技术上增强可预测性,以便在提高系统计算性能的同时保证时间的可预测性.

2)设计可预测的内存管理技术.现有的自动存储管理技术虽然能显著提高编程人员的生产效率和软件可靠性,但也面临着耗费过多时间和系统资源的问题.对此,可考虑采用一些资源优化调度算法.

3)设计可预测的并发机制.CPS具有并发特性,但现有的并行系统往往是以牺牲系统资源和性能为代价的.可从能耗和资源优化的角度,开发适用于CPS的并发机制.

4)开发具有实时语义性的编程语言.考虑编程语言的计时能力、执行效果和时耗代价等.现有的一些编程语言在发展中已经考虑了时间语义等问题,比如Mathworks的Simulink建模语言等.

5)设计具有时间测定能力的网络分布式软件.考虑在传统协议和网络交互模式中增加时间测定能力,并与网络化的时间同步技术相结合,提高CPS 的实时性和整体效能.

5.5系统的安全可靠性

安全可靠是大型复杂系统的首要指标.在CPS 环境下,信息与物理组件间的交互相较原有网络通

10期王中杰等:信息物理融合系统研究综述1165

讯结构更为便捷频繁,而网络中用户甚至智能组件的地位也享有更多的平等自由.此外,物理组件与面向对象的软件组件对于安全性的标准也有本质不同,传统的单一基于线程和方法调用的模式将不再适用[31].

在这样的环境下,如何保证用户的通讯信息和隐私,并提高CPS相应组件的抗毁性和可靠性,以及如何实现在不确定复杂环境下对系统的时间不间断监控与管理,是极富挑战性的关键问题[34].在保证系统安全性的角度,考虑进行以下操作[35]:1)及时发现网络威胁,并预计攻击可能导致的结果;2)认识到CPS在安全性防护中和传统信息系统的不同之处;3)考虑建立从预防、检测、防御性修复、系统复原和制止相似攻击等几个层面来抵制攻击的CPS 安全机制.其中,在预测阶段可以结合网络科学、社会科学和动力学等知识,比如偏好分析、行为发现、渗流预测等技术实现对可能存在的威胁的感知,并及时发布预警.

在可靠性的提高上,一方面可以通过增强系统的实时性来实现,另一方面也可以借助现有的一些网络抗毁与级联事故预防技术,研究预防突发异常事件,并能实现系统实时恢复的预警预报和修复技术.同时,也要保证系统能量的恒久维持,比如通过各组件之间的协调和调度来实现生产系统的不断电,或是研发使用寿命更长的新型储能设备等.

5.6可验证性

采用什么技术和指标对CPS中的各个组件以及方法的性能进行衡量、验证与优化是系统设计中的一大难题.比如如何对计算模块中代码的时耗进行统计和评估、如何计量物理设备在网络环境下的能量损耗等.

CPS的验证目前还缺乏通用的被认可的标准.可以考虑从系统调度能力、系统能耗、系统速度、系统内存使用情况、死锁以及隐私性等方面开展研究.结合现有的建模仿真与验证技术,对CPS中的模型和方法进行验证和评估.同时,也可以充分利用并改进已有的各种人机交互系统和复杂系统仿真平台,比如弗吉尼亚大学和伯克利大学等研究机构采用了MacroLab做为CPS的基础编程和验证环境,已取得了较好的实验效果[36].

6结束语

CPS是一个崭新的、非常有前途的研究领域,国内外对它的研究均刚刚起步.如何在现有研究基础上,结合计算机科学、网络科学、控制科学、通信科学和生命科学、物理学、社会学等相关领域的知识和技术,完善CPS的理论,开展CPS实时性、自治性、安全性和高效能的研究,并进一步实现CPS 应用的推广,是科研工作中的一大难题,更是一大机遇.本文对CPS的概念和发展进行了概述,并分析了可能的研究方向,希望引起广大科研工作者对CPS更多的关注和兴趣.

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王中杰同济大学电子与信息工程学院

控制科学与工程系教授.主要研究方向

为复杂系统的建模控制与调度优化,信

息物理融合系统,复杂网络,以及网络控

制.本文通信作者.

E-mail:wang zhongjie@https://www.docsj.com/doc/363293848.html,

(W ANG Zhong-Jie Professor in the

Department of Control Science and En-gineering,College of Electronics and Information Engineer-ing,Tongji University.Her research interest covers mod-eling,control,scheduling and optimization of complex sys-tems,cyber-physical systems,complex networks,and net-worked control.Corresponding author of this paper.)

谢璐璐同济大学电子与信息工程学院

控制科学与工程系博士研究生.主要研

究方向为信息物理融合系统的建模控制

与优化.

E-mail:lilymaomao@https://www.docsj.com/doc/363293848.html,

(XIE Lu-Lu Ph.D.candidate in the

Department of Control Science and En-

gineering,College of Electronics and In-formation Engineering,Tongji University.Her research in-terest covers modeling,control and optimization techniques of cyber-physical systems.)

CRM客户关系管理系统文献综述

CRM 客户关系管理系统文献综述 1 毕业设计材料：文献综述 课题名称：CRM 客户关系管理系统 专业：软件开发与测试 学生姓名：李祥坤 班级：0813113 学号：30 指导教师：卢正洪 完成日期：2011-10-23 CRM 客户关系管理系统文献综述 摘要：随着经济的全球化和网络化成为世界经济发展的必然趋势,以及公司之间的竞争日趋激烈, 客户己经成为企业与公司争夺的焦点。客户关系管理(Customer Relationship Management ,CRM) 系统作为一种新型的客户关系管理系统应运而生。本文简要介绍了CRM 系统的结构和分类,以及CRM 的发展，同时对CRM 系统的设计原理和基本功能作出了描述，在此基础上详细分析了客户关系管理应用系统设计的模式。 关键词：客户关系管理、管理系统、CRM 系统、客户 一、CRM 概述 1、CRM 的体系结构

CRM 是一种旨在改善企业与客户之间关系的管理机制,利用现代信息技术在企业和客户之间建立一种数字、实时、互动的交流管理系统[1 ] 。从逻辑模型角度来讲,一个完整的CRM 系统分为三个层次:界面层、功能层和支持层。其中,界面层是用户与系统之间进行交互、获取或输入信息的接口。通过直观的、简便易用的前台界面,为各项用户操作提供方便。功能层是由各种功能模块构成包括销售自动化、营销自动化、客户支持与服务、呼叫中心、电子商务以及辅助决策等功能模块,执行CRM 的各项基本功能。支持层是保证整个系统正常运行的基础,通常包括数据库管理系统、网络通信协议等。 2、CRM 分类 通常,CRM 系统分为操作型、分析型和协作型三类。 (1)运营型CRM 。运营型CRM 为分析和客户的服务支持提供依据。运营型CRM 收集大量的客户信息、市场活动信息和客户服务的信息,使得销售、市场、服务一体化、规范化和流程化,主要包括销售、市场和服务三个过程的流程化、规范化、自动化和一体化。在销售方面, 包括销售信息管理、销售过程定制、销售过程监控等。在市场营销方面,提供从市场营销活动信息管理、计划预算、项目追踪等功能。 (2)分析型CRM 。分析型CRM 主要是将大容量的销售、服务、市场以及业务数据进行整合,使用决策支持技术,将完整的和可靠的数据转化为有价值的、感兴趣的、可靠的信息,并将信息转化为知识,对未来的发展趋势做出必要而有意义的预测,为整个企业提供战略和战术上的商业决策,为客户服务和新产品的研发提供准确依据,提高企业的竞争能力。 (3)协作型CRM 。协作型CRM 是为了实现全方位地为客户提供交互服务与

信息物理融合系统的特性_架构及研究挑战_许少伦

收稿日期：2013-05-02；修回日期：2013-06-24。 基金项目：国家863计划项目（2012AA050803）；新能源电力系统国家重点实验室开放课题（LAPS13009）。 作者简介：许少伦（1978－），男，山东临沂人，工程师，博士研究生，主要研究方向：信息物理融合系统、SCADA 、智能电网；严正（1964－）， 男，江西赣州人，教授，博士生导师，主要研究方向：电力系统优化运行、电力系统稳定分析、智能电网；张良（1990－），男，山东济宁人，硕士研究生，主要研究方向：电力系统分析和计算；唐聪（1988－），男，江苏南通人，硕士研究生，主要研究方向：电力系统分析和计算。 文章编号：1001-9081（2013）S2-0001-05 信息物理融合系统的特性、架构及研究挑战 许少伦 1，2* ，严 正1，2 ，张良1，2 ，唐 聪 1，2 （1．电力传输与功率变换控制教育部重点实验室（上海交通大学），上海200240； 2．上海交通大学电子信息与电气工程学院，上海200240） (*通信作者电子邮箱slxu@sjtu．edu．cn) 摘要：近年来，信息物理融合系统（CPS ）已成为国内外学术界和科技界研究的重要方向，被认为是继计算机、互 联网之后世界信息技术的第三次浪潮。CPS 是一个多维、 异构、深度融合的开放式系统，涉及计算机、通信、控制等多个学科的知识， 由于各个学科领域在研究理论和方法上存在明显不同，所以给CPS 的应用研究带来了极大的挑战。基于此背景，从整体的角度对CPS 进行综合阐述，首先介绍CPS 的定义、主要特性以及国内外的应用研究现状，之后阐述CPS 的典型组成架构、抽象框架以及CPS 节点的主要构成，最后以电力、能源行业的CPS 应用研究为主线，从系统理论基础、建模、仿真、设计开发以及其核心组成部分（计算、通信、控制）等多个方面论述了目前CPS 研究过程中所面临的主要挑战和初步解决方案。 关键词：信息物理融合系统；系统架构；信息抽象；CPS 节点；网络融合中图分类号：TP393 文献标志码：A Cyber physical system:features，architecture，and research challenges XU Shaolun 1，2* ，YAN Zheng 1，2，ZHANG Liang 1，2，TANG Cong 1，2 (1．Key Laboratory of Control of Power Transmission and Conversion，Ministry of Education (Shanghai Jiao Tong University )，Shanghai 200240，China ; 2．School of Electronic Information and Electrical Engineering，Shanghai Jiao Tong University，Shanghai 200240，China ) Abstract:In recent years，Cyber-Physical System (CPS)has become an important research direction of the academic and scientific fields．It is considered to be the third wave of the information technology．CPS is a multi-dimensional，heterogeneous，deeply integrated open system，including lots of knowledge from domains of computer，communication and control．The significant differences in the theory and methods of these subjects bring great challenges to the research of CPS．Based on this，the definition，main features and the domestic and international research status were introduced．Next，the system architecture，abstraction strategy and CPS node module were illustrated．Finally，taking the research on the power and energy industries as the main line，the research challenges in system theory，modeling，simulation，design，development of CPS and its core components (computing，communication and control)were presented in detail． Key words:Cyber-Physical System (CPS );system architecture;information abstraction;CPS node;network convergence 0引言 随着计算机技术、网络通信技术的发展，以及现代工业需 求的提高， 对物理设备提出了信息化和网络化的需求，由于传统的嵌入式系统是封闭的，并没有外留运算接口，不能满足现在物理设备可控、 可信和可扩展等功能需求，这使得对计算单元与物理对象通过通信网络高度耦合的大型复杂系统的研究出现并得到发展。这类集计算、通信和控制能力于一体的信息物理融合系统（Cyber-Physical System ，CPS ）已成为当今工业信息化发展的新趋势。 CPS 不同于现有的传感器嵌入式系统，也不同于传统的计算机控制系统，它是一种全新的设计理念，其建设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。 本文首先介绍CPS 的定义、特性以及国内外的应用研究现状， 之后阐述了CPS 的典型组成架构和CPS 节点，最后从多个方面论述了电力、能源等大型基础设施行业的CPS 应用研究过程中所面临的主要挑战。 1 信息物理融合系统概述 1．1 信息物理融合系统的定义 信息物理融合系统的概念最早是由美国国家基金委员会 于2006年提出，国内外的学者和研究机构分别从不同的角度对CPS 进行了描述，其中将比较综合、全面的说法简述如下： 美国国家基金委员会提出 ：“CPS 是一种计算资源和物理资源紧密结合和协作的系统。未来的CPS 在适应性、自主性、效率、功能、可靠性、安全性和可用性方面均将远远超过现 Journal of Computer Applications 计算机应用，2013，33(S2):1－5，45ISSN 1001-9081CODEN JYIIDU 2013-12-31 http://www．joca．cn

物理信息融合

《信息—物理融合系统》系列论文阅读报告 ACM Matrix_68 一.论文的基本信息 篇名：信息—物理融合系统 著者：何积丰李宣东 刊名：中国计算机学会通讯 卷期：第九卷第七期 出版年月：2013年7月 二.论文要解决的问题及其重要性 1.问题： 信息—物理融合系统(cyber physical system,CPS) 与传统的嵌入式系统不同，着重考量计算部件与物理环境的有机融合，将现有的独立设备进行智能化连接，实现自适应的组网与交互，从而使系统之间实现相互感知、有效协同，根据任务需求对计算逻辑进行自动调整与配置。计算设备可以更精确地获取外界信息并实时做出针对性、智能化的反应，提高计算性能与质量，提供及时、精确、安全可靠的服务与控制，实现物理世界与信息世界的整合与统一。 2.重要性： CPS 自提出以来，短短数年间就获得国内外大量专家、学者的关注，被视为继计算机、互联网之后的又一重要里程碑，是国际信息技术竞争力新的制高点之一，被认为是未来20 年、乃至21 世纪最重要且最有可能改变人类社会的研究领域之一，具有重大战略意义。 三.论文介绍的主要内容以及解决方案 1.CPS行为建模及其仿真验证 建模方法：通过扩展传统的计算模型，使其具有同时描述计算过程和物理过程的能力，从而支持对CPS 行为的描述。基于服务的CPS 行为融合建模是将面向服务的建模方法引入CPS 建模之中，将物理过程、交互过程以及计算过程以服务的形式进行封装和集成，实现计算过程和物理过程的异构集成。将CPS 自底向上分为物理层、控制层和服务层。控制层是系统设计的关键，它从物理层得到服务请求，向服务层查询或者更新服务，之后再反馈给物理层，实现计算和物理的融合。黄健基于面向服务的体系结构的思想对CPS 中物理实体提供的服务进行建模，将物理实体作为服务的提供者，通过对物理实体的情景信息建模来解决物理实体提供服务的动态性和不确定性问题。

电力变压器实时监测系统设计【文献综述】

文献综述 电气工程及自动化 电力变压器实时监测系统设计 摘要：随着城市现代化的发展，国民经济建设迅猛增长，电力工业的规模也日益壮大起来，这对运行中的电力变压器出现异常状况的监视和诊断的在线监测系统提出了相应的要求。采用电力变压器油中溶解气体在线监测装置，可以在电力变压器内部出现故障时，能快速反映内部气体变化。本文较为详细地介绍了关于电力变压器油中溶解气体的特征、在线监测的原理及特点，电力变压器油中溶解气体在线监测系统设计，电力变压器监控制系统硬件电路设计及总电路设计，电力变压器实时监测系统软件流程图等。 关键词：电力变压器；溶解气体；在线监测；高压电气设备 1、引言 随着社会国民经济建设迅速发展及电力工业的规模壮大，为了满足生产和生活的需求，电力系统向高电压、大容量、互联网发展，对电力系统的安全性指标的要求也越来越高。从90年代开始，出现以数字波形采集和处理技术为核心的微机多功能在线监测系统，这种监测系统可以实时连续的监测各被测量，监测内容丰富，信息量大，处理速度快，对监测结果可显示、存储、打印、报警。因此，实现在线监测系统的自动化，代表了当今在线监测的发展方向[1]。本文的内容是设计一个电力变压器油中溶解气体在线监测系统。2、电力变压器油中溶解气体在线监测 2.1 电力变压器 电力变压器是电力系统里及其重要的设备，担负着传输电能的职责。电力变压器能将交流电压按照要求转化成人们生产、生活所需的电压。额定容量是表征传输电能的大小，它能够表现功率，当额定电压通过电力变压器时，温升限值的额定电流即可根据额定电容来确定[6]。 2.2 电力变压器油中溶解气体的特征 正常情况下充油电气设备内绝缘油及绝缘材料投入运行后，随着运行时间的增加，在热和电的作用下，会逐渐老化和分解，产生H2（氢）、CO（一氧化碳）、CH4（甲烷）、 C2H6（乙烷）、 C2H4（乙烯）、 C2H2（乙炔）等用以判断设备故障的气体。因此分析溶解油中气体成

管理信息系统文献综述

管理信息系统文献综述 班级：信管11302 姓名：王丽健学号：201306609 摘要：随着社会的发展，管理信息系统越来越受到人们的关注，信息技术的飞速发展，将世界带人了知识经济时代。信息技术越来越成为新生产力的代表，建立一个优良的信息系统，有利于信息的处理。管理信息系统专业的培养目标是培养企业信息化人才。随着当前信息化人才的分工细化，在专业培养方案中可以采取大专业中的不同培养方向。这既符合企业的不同需求，也符合因材施教的原则。 关键词：信息管理与信息系统专业培养方案建设的思考 引言 为了适应社会对信息技术人才的需求，我校于2006年起开办了信息管理与信息系统本科专业。目前国内大多数院校都开设了该专业。为了提高所培养的学生的综合素质和应用能力，我进行了积极的探索和研究。在美国大学的本科专业设置中，信息管理与信息系统是信息科学专业下的分支方向。作为一门交叉学科，信息管理与信息系统专业既要求学生学习管理类知识，又需要与信息技术有机的融合，因而对专业建设提出了更高、更新的要求。 一、专业培养方案更新的建设意见和思路 培养目标的细分和完善根据目前的培养方案，信息管理和信息系统专业的培养目标是培养企业信息化人才。在培养方向上可有以下三个方向。 l、企业管理信息系统方向培养目标是培养可以担当企业信息化中管理信息系统的建设和维护工作。目前大中型企业特别是在中外合资企业和外商独资企业中，管理信息系统被广泛使用。企业资源规划(ERP)的概念已经被广泛所接受。该方向应该以管理信息系统和企业资源规划为培养重点。利用目前管理学院与国内知名的企业管理软件制

造企业金蝶所共同建立的企业资源规划(ERP)的实验室，开展符合企业生产、经营实际的案例教学，特别是重视企业资源规划(ERP)的课程设计，要求学生在校期间要熟练掌握ERP的使用，了解企业运作的业务流程，并对其中的某个流程如产品生产、供应链管理等相当熟悉。 2、网络安全和网络管理培养目标是培养可以担当企业中或专业汀服务机构的网络安全和网络管理工作的人才。现在越来越多的企业运用网络技术开展生产经营活动。而来自企业内外部的信息安全威胁已经为企业的正常运作埋下了隐患。大部分建立了自身网站的企业缺乏网络人侵防御机制，没有响应的安全策略和措施，一旦遭到黑客的人侵，企业的重要信息将泄漏，并给企业造成巨大的损失。另一方面企业的内部网络(D扛RENET)也需要进行严格管理，对网络的运行进行维护和管理。作为企业中的网络管理员，应合理调配资源，控制企业中的不良访问。伴随着企业信息化的进程，不少企业开始采用远程分销体系，例如温州的美特斯·邦威集团公司采用了远程分销体系给企业带来了明显的经济效益。总部远程调控，实时掌握各门店的销售信息、库存信息、财务信息等，并加以综合分析。而这一切都归功于企业虚拟网(VrN)因而在该方向的培养中应该以计算机网络、企业网络应用和网络安全为重点。建设相应配套的先进网络技术和网络安全实验室被提到议事日程上来，这将有利于学生在实验室中就可以直接以企业的实际运作方式进行网络管理的模拟，以及网络信息安全的实践学习。 3、多媒体技术信息管理和信息系统管理专业的培养不能拘泥于既定的课程体系，也要适应当前形势发展的需要。网络传输技术飞速发展，目前正处nN4向正佰的过渡中，因此多媒体技术在新的网络条件下又有了新的发展动向。流媒体点播已成为当前的热点并成为一种新的网络盈利模式。而月少6H动画的风靡更证明多媒体技术成为了网络经济的新动力，并形成了产业。应充分考虑社会的需求而进行调整，在教学中应把最新的技术发展趋势介绍给学生，并引导学生从事多媒

电力信息化融合与创新

电力信息化融合与创新 6月28日，“2006年中国电力企业信息化发展高层论坛”暨“电力信息化标杆企业系列评选”结果发布会在四川省成都市举行。本次论坛在信息产业部中国电子信息产业发展研究院的支持下，由中国电力企业联合会科技服务中心和中国信息化推进联盟主办，赛迪顾问股份有限公司承办，这是赛迪顾问自2004、2005年承办电力企业信息化发展高层论坛以来的又一次关于电力企业信息化发展的盛会。 此次论坛以“标杆、融汇、创新”为主题，来自中国电力企业联合会、国家电网公司、南方电网公司、发电集团、各网省公司、供电企业、发电企业，以及IBM、用友IFS、Nokia、Oracle、浪潮集团、金思维、深信服等知名企业的领导与专家、专业咨询机构赛迪顾问的专家参加了本次会议，高峰互动、激荡智慧，就电力信息化标杆及电力信息化的热点问题进行了研讨。 本次会议的重要议程之一是发布2006年电力信息化标杆企业系列评选的结果。 一、电力信息化标杆企业评选背景 电力行业作为国民经济的支柱产业，在十一五期间将进入加速发展期。电力体制改革的深入推进和现代化电力企业建设的要求对信息化提出了全新要求，信息化将成为电力企业集团化运作、集约化发展、精细化管理的重要推动力，电力信息化将由调整期进入加速期。 面对新的发展阶段，电力信息化面临着机遇与挑战，如何构建坚强的IT架构、如何促使IT与业务融合、如何实现IT的有效管控、如何提升信息化的绩效，是电力信息化的新课题。电力信息化比以往更期待业界的交流与借鉴，更需要开拓思路与创新发展。 为促进电力行业企业信息化建设和应用水平的提高，推动电力信息化的健康发展，中国电力企业联合会科技服务中心会同中国电子信息产业发展研究院、中国信息化推进联盟开展了“电力信息化标杆企业系列评选”。评选工作于2005年11月宣布启动，2006年3月正式进入实施阶段。 二、关于标杆企业评选的指标体系 为了科学、合理的评价电力企业信息化发展水平，自2005年以来，由中国电力企业联合会科技服务中心和中国电子信息产业发展研究院组织、由赛迪顾问股份有限公司承担研制了“电力企业信息化水平评价指标体系”，2005年11月形成了指标体系的征求意见版，并组织电力行业信息化专家对该指标体系进行了研讨。指标体系是基于电力企业业务特征、电力信息化特征的深入研究而编制的，一级指标共包括五个方面:业务支持程度、信息技术水平、信息化绩效水平、IT管理能力、信息化持续发展能力。本届“电力信息化标杆企业系列评选”参考了该指标体系，并在评选过程中，对指标体系进行了完善，进一步基于不同类型电力企业特点，分别提出了适用于发电企业、电网企业、电力科研院所、电力建设企业的指标体系。 对于电力信息化解决方案，从解决方案对电力企业的业务支持能力、解决方案的技术性能与应用效果、方案提供商的实施与服务能力方面进行综合评估。 三、评选结果 经过企业申报材料收集、初评审核、现场调研、专家咨询、专家评审等环节的工作，历时4个月，最终评选出2006年电力信息化标杆企业48家、电力信息化创新企业3家、优秀信息化主管27位，电力信息化优秀解决方案提供商11家、电力信息化建设突出贡献企业2家。(评选结果名单见附录。) 四、标杆企业信息化特点 本届电力信息化标杆企业的发展水平在一定程度上反映了电力企业信息化发展的先进水平，从本届电力信息化标杆企业所反映的信息化水平来看，在业务支持、IT绩效、IT管理方面的能力有了显著提高。 1、信息技术对企业业务提供了全面支持，业务与IT融合程度高

文献综述(学生信息管理系统开发_)

学生信息管理系统开发文献综述 计师111 1113012008 韩瑶 摘要计算机飞速发展的今天，计算机的应用已在社会的各个领域深入开来，无论是在商业，工业还是政府部门都早已普及，如今就连教育行业也把计算机应用到各个方面的工作中，本次毕业设计就是把计算机应用到学校学生信息管理中的范例。 关键字学生信息管理管理系统管理信息系统 一引言 学生信息管理系统（Student Information Management System）,以下简称SIMS，是针对学校人事处的大量业务处理工作而开发的管理软件，是典型的管理信息系统（Management Information System）。它是一个教育单位不可缺少的部分,它的内容对于学校的决策者和管理者来说都至关重要,它能够为用户提供充足的信息和快捷的查询手段。能有效的帮助学校和老师掌握学生的情况，为学生提供成绩跟课程方面的查询。在传统模式下利用人工进行学生信息管理，存在着较多的缺点，如：效率底，保密性差，时间一长将产生大量的文件和数据，更不便于查找，更新，维护等。诸如这些情况，令学校管理者对学生的信息管理带来了很大困难，严重影响了教育工作者的工作效率。随着科学技术的不断提高,计算机科学日渐成熟, 使用日趋成熟的计算机技术来代替传统的人工模式，来实现学生信息的现代化管理，其强大的功能已为人们深刻认识,它已进入人类社会的各个领域并发挥着越来越重要的作用。作为计算机应用的一部分,使用计算机对学生信息进行管理,具有着手工管理所无法比拟的优点.例如:检索迅速、查找方便、易修改、可靠性高、存储量大、数据处理快捷、保密性好、寿命长、成本低、便于打印等。这些优点能够极大地提高学生信息管理的效率,也是学校的科学化、正规化管理,与世界接轨的重要条件。用计算机制作的学生信息管理系统还可以通过功能强大的Internet网及时的向学生的家长传递该生在校的最新成绩，有助于学校与家长的信息互动，为更好地把握学校的教育方针起到了一定的促进作用！因此，开发这样一套管理软件成为很有必要的事情。 二管理信息系统 （一）概述 管理信息系统（Management Information System，简称MIS）是一个由管理人员和计算机组成的用以进行信息的收集、传输、加工、存储、维护和使用的系统。它是一门综合了管理科学，系统理论，计算机科学的系统性边缘科学。 管理信息系统的物理组成:

高校信息管理系统文献综述

高校信息管理系统文献综述 徐振兴 摘要：随着现代高校的学生日益增多，高校的信息管理越来越复杂。以前 的管理模式很快就适应不了现在庞大的数据信息量。基于此，开发一个针对高校的信息管理系统变得有必要，此系统可以让所有的管理学校信息的工作人员从繁重的工作中解脱出来，提高工作效率。 关键词：高校，信息管理，工作效率 一．前言 高校信息管理系统是典型的信息管理系统(MIS), 是一个由管理人员和计算机组成的用以进行信息的收集、传输、加工、存储、维护和使用的系统。它代替传统的人工模式，提高学生信息管理的效率，也是学校的科学化、正规化管理,与世界接轨的重要条件。对于推动我国管理信息处理的现代化起了重要的作用。其开发主要包括后台数据库的建立和维护以及前端应用程序的开发两个方面。对于前者要求建立起数据一致性和完整性强、数据安全性好的库。而对于后者则要求应用程序功能完备,易使用等特点。 二．国内相关研究及现状 高校信息管理是教学管理中的一项重要工作，成绩管理是一项工作量大、时间性强、易于出错且具有一定保密性的业务。特别是随着高校的不断扩招，进入高校的大学生越来越多，高校信息管理工作量将大幅度增加，如果全由手工完成，耗时巨大，效率却很低。在信息时代的今天,数据库技术在数据处理方面的应用已经非常广泛,作为高校教育工作一部分的高校信息信息管理更应赶上时代的步伐。因此，开发一套适合学校专业设置的计算机化高校信息管理系统，不仅可以提高学校的管理效率，而且可以使我们的教学管理水平更上一层楼。系统的开发主要包括后台数据库的建立、维护以及前端应用程序的开发两个方面。对于前者要求建立数据一致性和完整性强、数据安全性好的数据库。而对于后者则要求应用程序以尽可能的方便用户使用为宗旨，还要尽可能的实用。纵观目前国内研究现状，在数据安全性和信息更新化方面仍存在有一定的不足，各现有系统资料单独建立，共享性差；在以管理者为主体的方式中，信息取舍依赖管理者对于信息的认知与喜好，较不容易掌握用户真正的需求，也因此无法完全满足用户的需求。例如，在现已开发设计的高校信息管理系统中，有些系统仍需较多的人工干预及用户操作，有些系统的人机界面不是很好，有些系统则出现了各个独立的子系统能够较好地运行，而子系统之间却不能很好地“协同”工作，数据共享性差的情况。另外，各个子系统之间在界面风格上也相差甚远。这样，给软件系统的

传感器技术文献综述_百度文库重点

传感器技术文献综述 学校邕江大学专业 09信息学号 40号姓名赵丽霞 一、摘要 传感器技术是综合多种学科的复合型技术, 是一门正在蓬勃发展的现代化传感器技术。本文通过将所看的传感器相关文献总分为传感器、智能传感器以及无线传感器网络三个类别, 对每一类别进行综述, 分析每类别传感器研究中所存在的不足,探讨了相应的解决方案。 二、关键词:传感器 三、引言 传感器技术是一门正在蓬勃发展的现代化传感器技术, 是涉及微机械与微电子技术、计算机技术、信号处理技术、电路与系统、传感技术、神经网络技术以及模糊控制理论等多种学科的综合性技术, 而该技术也广泛应用到了军事、太空探索、智能家居、农业、医疗等领域。在伴随着“信息时代” 的到来,作为获取信息的重要手段——传感器技术得到飞速发展, 其应用领域越来越广, 人们对其要求越要越高, 需求也越来越迫切。但传感器技术的广泛应用以及飞速发展并不代表着该技术已经成熟, 相反在很多方面它还只是一项新兴的技术, 依然存在很多的问题等待我们去解决。如何能够让我们的传感器装置很快的适应周围的环境, 迅速准确的处理传输客户所需求的信号, 并可以根据客户的要求作出相应的反应以及如何可以尽量的延长传感器装置的生存时间等等。这些问题都是我们在研究传感器技术的过程中所应该解决的问题。 四、传感器 传感器是一种物理装置, 能够探测、感受外界的信号、物理条件 (如光、热、温度、湿度等或化学组成, 并将探知到的信息传递给其他装置。该装置相当我们的人类的眼睛、鼻子、舌头、耳朵以及皮肤等一些感知器官。这样,精确快速地感

受外界的信号就是迅速正确作出反应实施行动的前提条件。现在的物理传感器、生物传感器都是力图解决感知、精确以及快速这三个难题。例如气体流量监测就有很多种的感知方法,但每种方法都存在着精确以及反应速率方面的问题, 所以还需要不断的改进。然而,有很多的问题大自然已经很好的为我们解决了, 我们应该取其精华。因此, 我认为仿生传感器一定会解决很多传感器方面的问题。 模仿沙漠蚂蚁利用太阳偏振光在沙漠中很好的辨别方向机理设计了偏振测角传感器。在我们的生活中, 大自然还有很多聪明的发明, 这些都可以应用到我们现在所讨论的传感器技术中。比如鲸鱼、鸽子能够探测到地球微弱的磁场并根据其来确定旅行路线; 双髻鲨能都根据探测到微弱的生物电来捕食, 在它的双髻上分布着许多微小的孔,传感器也可以设计成与此相同的结构来探测微弱的电磁波, 并可以将此项技术应用到医学中来检测人体的健康;苍蝇的嗅觉特别灵敏,远在几千米外的气味也能嗅到,仿生学家根据苍蝇嗅觉器官的结构和功能,利用活的苍蝇,把非常纤细的微电极插到苍蝇的嗅觉神经上仿制成一种十分奇特的小型气体分析仪,用来检测舱内气体的成分。此外,还有很多的动物都具有特异功能,可以利用这些大量的自然资源来实现我们对自然界一些信息的需求,可以直接利用动物,降低成本,可以根据研究其特异功能的机制, 改进现在的传感器。 目前的传感器往往仅能感知一种或几种物理量。因此, 要尽量集成传感器的功能。在实际中, 需要检测的物理量往往不是唯一的, 这样就需要多种传感器共同工作来完成对这些物理量的检测, 浪费了大量资源, 比如人力资源——我们要花费大量的时间与精力去部署以及维护这些节点, 通信资源——每个节点都会向基站发送信号, 占用带宽, 容易造成数据拥堵。要求一种传感器可以同时感知多种物理量比较困难, 这样可以将多种传感器固定在同一装置上, 通过程序让它们在分配间隙时间内轮流工作发送数据, 间隙时间越短, 该传感器的整体测量效率也就越高。但如果对测量的实时性要求不高的话, 一个传感器装置就可以达到预期效果。也可以在监测区域分布多个的装置, 编制程序, 使在同一时刻能够测量到多种物理量。 五、智能传感器

基于Java的人事管理系统文献综述

学校代码：11517 学号：201011002240 HENAN INSTITUTE OF ENGINEERING 文献综述 题目基于Java 的人事管理系统 的设计与实现 学生姓名许耀辉 专业班级信息与计算科学1042班 学号201011002240 系（部）理学院 指导教师(职称)董西广(讲师) 完成时间2014年3月4日

基于Java的人事管理系统的设计与实现 摘要：随着计算机的发展，科技的发展，现阶段的人事管理系统越来越不能满足企业的需要，特别是对于一些企业仍然采用人工管理的方式，这种方式不仅增加了企业的成本，而且极其容易出错，设计一种基于Java的人事管理系统就应运而生了，人事管理系统基本实现了企业人事管理的基本应用，包括人事信息管理的增、删、改、查，考勤信息管理的增、删、改、查，个人简历信息管理等基本应用，设计的人事管理涉及MySQL数据库的操作，Eclipse以及jdbc数据库的连接等相关知识。 关键词：Java/MySQL/Eclipse/人事管理 1 引言 21世纪最激烈的竞争当属人才的竞争，一个具有多学科知识的复合性人才或许是一个企业发展壮大所不可或缺的重要因素。因此人力资源已逐步成为企业最重要的资源，人力资源管理（Human Resource Management，HRM）也成为现代企业管理工作中的重要内容之一。随着社会的发展，科技的进步，计算机的应用在社会各领域中都得到了普及，越来越多的人都感受到利用计算机进行各类管理的科学和便捷；认识到管理信息系统对于管理工作的重要性[1]。 本次论文创作的主要目的是设计一款简单、易操作的现代人事管理系统，在论文创作的过程中，我借助学校和个人收集的相关资料，利用图书馆和网络等渠道，广泛查阅相关资料，分析前人成果的基础上，明确系统设计思路。 2 人事管理系统的发展 2.1人事管理系统的国外的发展 人事管理系统的发展经过三个阶段的发展。 人事管理系统的发展历史可以追溯到20世纪60年代末期。由于当时计算机技术已经进入实用阶段，同时大型企业用手工来计算和发放薪资既费时费力又容

智能电网文献综述

智能电网综述 摘要：智能电网是当今世界电力系统发展变革的最新动向，并被认为是21世纪电力系统的重大科技创新和发展趋势。目前，以美国、英国、法国、德国为代表的欧美国家，己经纷纷加入到研究和发展智能电网的行列中来，将智能电网(Smart Grid )作为末来电网发展的远景目标之一，建立一个高效能、低投资、安全可靠、灵活应变的电力系统。具有对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务的智能电网是未来电网的发展方向。本文阐述了智能电网的内涵和特点，分析了国内外智能电网的研究进展和我国发展智能电网的条件，对一些现有的研究行进了分析和讨论。 关键词：智能电网；智能化；信息化；节能减排； 1 智能电网的概念 随着一些国家对电网的环境影响、可靠性和服务质量的关注，电网朝着更经济、稳定、安全和灵活的方向发展，因此提出了“智能电网”的概念。智能电网是以通信网络为基础，通过传感和测量技术、电力电子技术、控制方法以及决策支持系统技术，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和高服务质量的目标，其主要特征包括自愈、引导用户、抵御攻击、提供满足用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、电力市场以及资产的优化高效运行。 目前，全世界智能电网的发展还处在起步阶段，没有一个共同的精确定义。对于智能电网，各个国家的定义有所不同。美国能源部在《Grid 2030》中将智能电网定义为:一个完全自动化的电力传输网络，能够监视和控制每个用户和电网节点，保证从电厂到终端用户整个输配电过程中所有节点之间的信息和电能的双向流动。中国物联网校企联盟将智能电网更具体的定义为:智能电网由:智能配电网、智能电能表、智能发电系统、新型储能等系统组成。欧洲技术论坛把智能电网定义为:一个可整合所有连接到电网用户所有行为的电力传输网络，以有效提供持续、经济和安全的电力。而国家电网中国电力科学研究院将智能电网定义为:以物理电网为基础(中国的智能电网是以特高压电网为骨干网架、各电压等级电网协调发展的坚强电网为基础)，将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。它以充

医院药品管理系统文献综述参考

1．引言 药品是医院流动资产的重要组成部分，占到平均物资库存量的80％以上。医院单位的药品信息和数据纷乱复杂，整理统计费力费时。而且药品又是一种特殊的物资，既要满足医疗一线的正常需要，又要做好急救用药、社会特殊需要的药品储备，药品的临床用药又具有不可缺和用量不稳定的特点，因此药品的库存管理不能使用企业的库存物资管理模式进行简单管理，要探索适合医院具体情况的管理模式。 使用药品库存管理信息系统对药库进行信息管理，具有检索迅速、查找方便、数据处理快捷、保密性好等优点，能够极大地提高医院药品流动及库存管理的效率，也是医院的科学化、正规化管理与世界接轨的重要条件。医院药库管理系统是医院日常管理的重要组成部分，如何实现医院药库的有效管理和数据信息的安全存放已成为医院药库管理系统急需解决的一个问题。 2.国内研究现状 在医药行业中，医药经营企业的物流管理以及相应的财务处理、信息处理长期以来一直采用手工操作，但随着产业结构的调整，全新的市场竞争环境、企业管理和运营效率已经成为了关键所在，手工方式的弊端可以通过医药管理信息系统来充分满足药品管理的各环节对人流、物流、资金流、信息流进行统一的、系统的管理。 现今，医院的药品库存管理信息系统存在的问题主要有三方面： 2.1药品库存信息管理方式落后，效率低下 潘志浩、李莉、胡勇军在2011年提出,从整个社会角度来看，医院处于药品供应链的最末端，医院巨大的药品库存量造成了整个医药供应链上各个环节更加巨大的库存量，大量的药品处在储备状态，这对缺乏卫生资源的我国来说本身就是一个更加巨大的浪费[1]。医院药品的库存管理是一门实践性的管理科学，与企业存货管理类似，是在满足医院临床用药需要的前提下，研究如何以最佳库存实现最低成本。运用设计科学合理的药品库存信息管理系统可以有效的解决这个问题，从而提医生，部门以及相关工作人员的工作量，同时也能大幅度的提高工作效率。 陈海文，杜憬生在2011年提出，信息化管理后，通过库存预警机制，自动生成缺货单．大大减小了查仓的时间，提高了领药的合理性．提高了工作效率[2]。从而使药师有更多的时间去进行其他方面工作的研究，开展更好的临床药学服务。因为药品停留在医院的时间越长，库存量越大，资金利用率越低。而医院由于其预的限制，医护人员的数量也是有限的，合理控制药品的库存，即在保证供应的前提下，利用最少的人力、资金及最少的库存发挥最大的效益。 2.2医院各环节沟通不畅造成库存管理混乱，导致患者满意度降低 杨玉玲，陈忠东在2008年提出，通过进行有效的库存管理，加快了药品的周转，大幅度地降低药品过期失效的风险．保证了药品安全质量，可以有效地防范医疗安全隐患[3]。目前，医院中的药品库存控制管理人员对现代化的存货控制思想和方法缺乏必要的认识；同时，与操作信息网络技术的要求有一定的差距，很难满足先进的库存控制的需要。这就需要对相关的医护人员进行一定的药品库存管理信息系统使用的培训以及沟通服务能力上的培训，以提升服务质量，从而提升患者的满意度。 谢平在2011年提出药库管理系统软件的应用，结合现代化管理理念制定药库工作流程，保证任何工作人员，任何工作步骤都有复核检验的环节，每个工作步骤都有固定的人员、固定的操作模式[4]。随着我国经济的飞速发展，要在日益激烈的竞争中取胜，不仅要比医院的规模、资金和医疗质量，而且更离不开高效、准确的现代化管理手段和方法，信息技术正是现代化管理手段的一个绝好的利器。为加强药品经营质量的管理，近年来，我国对医药流通行业提出了药品经营质量管理规范(GSP)的认证要求，其中对药品的采购环节、质检入库、销售、出库复核、库存养护、首营品种复核、供货商资格审核，客户资格确认等环节，均做

工业控制系统信息物理融合中的威胁、安全防护措施

附录A工业控制系统信息物理融合中的威胁 A.1感知层安全威胁 感知层主要由各种物理传感器、执行器等组成，是整个物理信息系统中信息的来源。为了适应多变的环境，网络节点多布置在无人监管的环境中，因此易被攻击者攻击。常见的针对感知层的攻击方式有： a)数据破坏：攻击者未经授权，对感知层获取的信息进行篡改、增删或破坏等； b)信息窃听：攻击者通过搭线或利用传输过程中的非法监听，造成数据隐私泄露等问 题； c)节点捕获：攻击者对部分网络节点进行控制，可能导致密钥泄露，危及整个系统的 通信安全。 A.2网络层安全威胁 网络层一般要接入网络，而接入网络本身就会给整个物理信息系统带来威胁。一方面，作为链接感知层和控制层的数据传输的通道，其中传输的信息易成为攻击者的目标；另一方面，由于接入网络，网络层易受到攻击。网络层的主要安全威胁如下： a)拒绝服务攻击：攻击者通过先向服务器发送大量请求，使得服务器缓冲区爆满而被 迫停止接受新的请求，使系统崩溃从而影响合法用户的使用； b)选择性转发：恶意节点在接收到数据后，不全部转发所有信息，而是将部分或全部 关键信息在转发过程中丢掉，破坏了数据的完整性； c)方向误导攻击：恶意节点在接收到数据包后，对其源地址和目的地址进行修改，使 得数据包沿错误路径发送出去，造成数据丢失或网络混乱。 A.3控制层安全威胁 控制层中数据库中存放着大量用户的隐私数据，因此在这一层中一旦发生攻击就会出现大量隐私泄漏的问题。针对应用层的主要威胁有： a)用户隐私泄漏：用户的所有的数据都存储在控制层中的数据库中，其中包含用户的 个人资料等隐私的数据都存放在数据库中，一旦数据库被攻陷，就会导致用户的隐 私产生泄漏，造成很严重的影响； b)恶意代码：恶意代码是指在运行过程中会对系统造成不良影响的代码库，攻击者一 般会将这些代码嵌入到注释中，脚本一旦在系统中运行，就会对系统造成严重的后 果； c)非授权访问：对于一个系统来说，会有各种权限的管理者，比如超级管理员，对该 系统有着最高的操作权限，一般管理员对该系统有部分的操作权限。非授权访问指 的就是攻击者在未经授权的情况下不合理的访问本系统，攻击者欺骗系统，进入到 本系统中对本系统执行一些恶意的操作就会对本系统产生严重的影响。

直流调速系统文献综述

燕山大学 本科毕业设计（论文）文献综述 课题名称：电动游览车调速控制系统设计 学院（系）：电气工程学院 年级专业： 07级应电-3班 学生姓名：张海粟 指导教师：顾和荣 完成日期： 2011-3-23

一、课题国内外现状 近几年来，由于能源危机和环境污染两大问题的日益严重，加之科学技术的飞速发展，电动车自身难点的不断解决，使电动车具有更多突出的优点。 对于其核心-直流电机的控制系统，其直流电动机的调速的方法有：调节电枢供电电压U 、减弱励磁磁通 、改变电枢回路电阻R 。对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，以调节电枢供电电压的方式为最好。改变电阻只能有级调速；减弱磁通虽然能够平滑调速，但调速范围不大，往往只是配合调压方案，在基速（即电机额定转速）以上作小范围的弱磁升速。最初的直流调速系统是采用恒定的直流电压向直流电动机电枢供电，通过改变电枢回路中的电阻来实现调速。这种方法简单易行，设备制造方便，价格低廉。但缺点是效率低、机械特性软、不能在较宽范围内平滑调速，所以目前极少采用。50年代末出现的晶闸管，它具有体积小、响应快、工作可靠、寿命长、维修简便等一系列优点，采用晶闸管供电，不仅使直流调速系统经济指标上和可靠性有所提高，而且在技术性能上也显示出很大的优越性。因而，晶闸管直流调速系统迅速发展，晶闸管变流技术也日益成熟，直流调速系统更加完善。 对于其核心-直流电机的控制系统，目前我国的直流调速控制主要在以下几个方面进行着研究 1．提高调速的单机容量．我国现有最大单机容量比国外单机容量小的多。2．提高电力电子器件的生产水平，增加品种． 3．提高控制单元水平．目前国内使用较多的仍然是小规模集成运放和组件构成的调速控制系统，触发装置甚至仍是分立元件的。 目前，国外的第四代产品以微处理器为基础，具有控制、监视、保护、诊断及复原等多种功能． 近年来，各国学者正致力于无速度传感器控制系统的研究，利用监测定子电压、电流等容易测量的物理量进行速度估算，以取代速度传感器，这种控制方式不需要监测硬件，也免去了传感器带来的环境适应性、安装维护等麻烦，提高了系统的可靠性，降低了成本，引起了国内外学者广泛的兴趣。

学生信息管理系统的文献综述

基于B/S模式的成绩管理系统文献综述1．本课题研究的重要性和意义 目前，在学校里，随着高校规模的不断扩大和招生人数的不断增加，需要处理大量的学生数据信息，越来越多的学校都需要自己的学生信息管理系统。本系统采用Visual Studio .NET作为开发平台并结合了数据库的相关知识。该系统能够实现对学生的基本信息进行管理，主要包括添加、修改和删除学生的基本信息及课程的基本信息，录入、修改和删除学生的成绩信息，对基本信息、成绩信息进行查询、排序及统计等操作，从而实现学生信息管理的自动化与计算机化。 2．本系统开发采用的主要技术 Visual Studio .NET 是一套完整的开发工具，用于生成 ASP Web 应用程序、XML Web services、桌面应用程序和移动应用程序。Visual Basic .NET、Visual C++ .NET、Visual C# .NET 和 Visual J# .NET 全都使用相同的集成开发环境 (IDE)，该环境允许它们共享工具并有助于创建混合语言解决方案。另外，这些语言利用了 .NET Framework 的功能，此框架提供对简化 ASP Web 应用程序和 XML Web services 开发的关键技术的访问。 https://www.docsj.com/doc/363293848.html,不仅仅是 Active Server Page (ASP) 的下一个版本,而且是一种建立在通用语言上的程序构架，能被用于一台Web服务器来建立强大的Web应用程序。https://www.docsj.com/doc/363293848.html,提供许多比现在的Web开发模式强大的的优势。 C#是.Net的一种面向对象的新语言。这种企业编程语言带有下一代编程语言服务运行时( NGWS Runtime )： NGWS Runtime 是一个不仅管理执行代码、同时也提供使编程更加容易的动态环境.编译器产生受管代码以指向这种受管理执行环境.你获得跨平台语言集成、跨平台语言异常处理、增强安全性、版本控制、安排支持和查错服务. 基于C#具有如此多的优良特性，而且又是.net开发的首选语言，因此，在开发本系统时我选择了它作为开发语言。 3.结论 本文研究的是面向质量控制的高校成绩管理系统的设计与实现。该系统主要用于学校教务处的关于学生成绩的管理，界面友好，操作简单。一直以来，人们使用人工方式进行成绩管理，效率很低，容易出错，安全性也存在问题。特别是在查询上，由于文件过多，带来很多不便。本系统是基于https://www.docsj.com/doc/363293848.html,开发的成绩管理系统，弥补了人工管理的不足，实现了成绩管理网络化，提高了一定的效率。