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本课题的研究意义在于使信息物理融合系统(Cyber-PhysicalSystem,CPS)在智能建筑领域的应用中发挥其实时高效的特点,达到未来智能建筑产业的发展目标。在CPS系统的诸多特性中,实时性是“融合”的最佳体现。实时性在现今的控制技术、网络技术、通信技术和计算技术等领域都是较难突破的部分。如何能使该系统的实时性得到加强,而同时保持良好的系统性能是研究的重点内容。 本文首先对CPS进行了概念的介绍,并对物联网技术与CPS技术进行简单的对比,提出构建建筑环境的CPS体系结构,并进一步提出以优化计算形式及计算资源的方法来实现对整个系统实时性的优化方案。 从优化计算形式的角度上,本文提出一种基于多Agent和分布式并行计算的动态数据处理方法。该方法以智能Agent作为计算和控制的最小单元,构建有向无环的动态网络拓扑结构,采用数据的聚类分析处理和基于信任度的合同网模型,并与阈值相结合,实现数据处理和快速求解,体现系统的智能性和实时性。实验结果表明,该计算方式使系统的计算速率显著提高,实现了数据的实时性处理。 从计算资源优化的角度上,本文提出一种基于合作博弈的计算资源优化分配方案。该方案将多Agent网络结构划分为具有分布性、智能计算能力的单位网格,构建网格计算形式的资源分配网络,结合博弈论理论,实现计算资源的优化分配,避免计算资源的浪费,提高资源利用率,缩短计算资源调用的时间,从而达到实时性优化的目的。实验结果表明,该方案可以有效的提高系统处理计算任务的速度,实现了系统实时性的优化目标。 计算(Computation)作为信息物理融合系统的3C(Computation、Communication、Control)技术之一,在系统功能的实现中起到非常重要的作用,本文认为确保计算的高效性是系统实时性提高的有力保障。