本發(fā)明屬于信息技術(shù)領(lǐng)域，更具體的涉及一種信息物理融合系統(tǒng)CPS的Agent構(gòu)造方法及裝置。

背景技術(shù)：

CPS(英文為：Cyber-Physical-System，中文簡(jiǎn)稱:信息物理融合系統(tǒng))是一種計(jì)算過程與物理過程融合的復(fù)雜系統(tǒng)。其通過將計(jì)算、通信和控制的有機(jī)融合與深度協(xié)作，實(shí)現(xiàn)了信息域和物理域的緊密結(jié)合；將計(jì)算與通信深深地嵌入在物理系統(tǒng)與物理過程之中，實(shí)現(xiàn)計(jì)算、通信與物理系統(tǒng)的一體化設(shè)計(jì)，從而擴(kuò)展、增強(qiáng)或提升物理系統(tǒng)新能力。

Agent概念是由麻省理工學(xué)院的著名計(jì)算機(jī)學(xué)家和人工智能學(xué)科創(chuàng)始人之一的Minsky提出來的。自該概念提出以來，在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域仍舊沒有一個(gè)統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，研究人員也從不同的角度給出了Agent的定義：在1995年Wooldrige給出了Agent的兩種定義：弱定義，Agent用以說明一個(gè)軟硬件系統(tǒng)，其具有自治性，社會(huì)性，反映性和能動(dòng)性等特性；強(qiáng)定義，Agent除了具備弱定義中的所有特性外，具備知識(shí)，信念，義務(wù)和意圖等一些人類才具有的特性。

近年來，由于Agent概念的普及，出現(xiàn)了軟件Agent實(shí)體與硬件Agent實(shí)體設(shè)計(jì)。但在CPS中，存在僅僅使用軟件Agent與硬件Agent結(jié)合，仍無(wú)法滿足計(jì)算、通信和控制融合的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供一種信息物理融合系統(tǒng)CPS的Agent構(gòu)造方法及裝置，可以解決現(xiàn)有技術(shù)中，使用軟件Agent與硬件Agent結(jié)合，無(wú)法滿足計(jì)算、通信和控制融合的問題。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種信息物理融合系統(tǒng)CPS的Agent構(gòu)造方法，包括：

根據(jù)時(shí)空事件，從所述時(shí)空事件中確定第一時(shí)空事件的八元組信息；其中，所述八元組信息為<CPS-Agent ID，Ability，Execution Condition，Status，Priority，Parameters set，Task，Related CPS-Agents>；

根據(jù)所述八元組信息確定所述第一時(shí)空事件的CPS-Agent架構(gòu)和CPS-Agent構(gòu)造模板，所述CPS-Agent架構(gòu)包括感知構(gòu)件，實(shí)時(shí)知識(shí)庫(kù)，決策構(gòu)件、實(shí)時(shí)推理規(guī)則和優(yōu)化構(gòu)件；所述感知構(gòu)件包括的系統(tǒng)的內(nèi)部通信和外部物理環(huán)境的感知，分別用為CPS-Agent的狀態(tài)遷移提供依據(jù)和與外界物理環(huán)境進(jìn)行交互；

所述CPS-Agent構(gòu)造模板包括CPS-Agent信息塊和CPS-Agent執(zhí)行塊；

其中，Ability表示所述CPS-Agent對(duì)外界體現(xiàn)的能力，表示形式為:Ability＝<string，natural language>，String為cptm+p，代表了3C中的計(jì)算、控制、通信和感知的融合，natural language代表了所述CPS-Agent的功能；Execution Condition表示所述CPS-Agent分為系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)行條件與外部環(huán)境條件，表示形式為：Execution Condition＝{<Related events ID，processor ID>，<sensor ID，network ID，actuator ID>}，Related events ID表示觸發(fā)所述CPS-Agent執(zhí)行的時(shí)空事件；Parameters set:表示所述CPS-Agent運(yùn)行的相關(guān)參數(shù)，表示方式為：Parameter set＝{<type，name，range>，<time，space>}，time表示所述CPS-Agent執(zhí)行時(shí)間或者執(zhí)行時(shí)刻，space表示所述CPS-Agent的執(zhí)行空間。

優(yōu)選地，所述從所述時(shí)空事件中確定第一時(shí)空事件的八元組信息之后，還包括：

將所述八元組信息寫入可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言XML文件中；

所述CPS-Agent架構(gòu)在所述XML文件中表述如下：

優(yōu)選地，所述實(shí)時(shí)知識(shí)庫(kù)用于提供支撐系統(tǒng)運(yùn)行和硬件運(yùn)轉(zhuǎn)的公理及原理及判斷所述CPS-Agent的狀態(tài)是否轉(zhuǎn)移；

所述決策構(gòu)件用于根據(jù)動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法和所述實(shí)時(shí)知識(shí)庫(kù)提供的公理及原理，做出正確的規(guī)劃；

所述實(shí)時(shí)推理規(guī)則用于為所述決策構(gòu)件提供推理規(guī)則；

所述優(yōu)化構(gòu)件用于將根據(jù)深度學(xué)習(xí)算法確定的優(yōu)化策略寫入所述推理規(guī)則和所述實(shí)時(shí)知識(shí)庫(kù)，并為所述決策構(gòu)件提供執(zhí)行策略。

優(yōu)選地，所述CPS-Agent信息塊包括CPS-Agent的基本信息；所述CPS-Agent執(zhí)行塊包含感知接口、核心算法、實(shí)時(shí)推理規(guī)則和深度學(xué)習(xí)算法。

優(yōu)選地，Related CPS-Agents:表示與所述CPS-Agent相關(guān)的所述CPS-Agent，表示方式為：Related CPS-Agents＝{<CPS-Agent ID，relation>，<CPS-Agent ID，relation>，…}；Priority表示所述CPS-Agent的優(yōu)先級(jí)；

sensor ID代表能夠?yàn)樗鯟PS-Agent提供感知功能的傳感器；network ID代表能夠?yàn)樗鯟PS-Agent提供通信功能的網(wǎng)絡(luò)；actuator ID代表能夠?yàn)樗鯟PS-Agent提供控制功能的執(zhí)行器。

本發(fā)明實(shí)施例還一種信息物理融合系統(tǒng)CPS的Agent構(gòu)造裝置，包括：

第一確定單元，用于根據(jù)時(shí)空事件，從所述時(shí)空事件中確定第一時(shí)空事件的八元組信息；其中，所述八元組信息為<CPS-Agent ID，Ability，Execution Condition，Status，Priority，Parameters set，Task，Related CPS-Agents>；

第二確定單元，用于根據(jù)所述八元組信息確定所述第一時(shí)空事件的CPS-Agent架構(gòu)和CPS-Agent構(gòu)造模板，所述CPS-Agent架構(gòu)包括感知構(gòu)件，實(shí)時(shí)知識(shí)庫(kù)，決策構(gòu)件、實(shí)時(shí)推理規(guī)則和優(yōu)化構(gòu)件；所述感知構(gòu)件包括的系統(tǒng)的內(nèi)部通信和外部物理環(huán)境的感知，分別用為CPS-Agent的狀態(tài)遷移提供依據(jù)和與外界物理環(huán)境進(jìn)行交互；

所述CPS-Agent構(gòu)造模板包括CPS-Agent信息塊和CPS-Agent執(zhí)行塊；

其中，Ability表示所述CPS-Agent對(duì)外界體現(xiàn)的能力，表示形式為:Ability＝<string，natural language>，String為cptm+p，代表了3C中的計(jì)算、控制、通信和感知的融合，natural language代表了所述CPS-Agent的功能；Execution Condition表示所述CPS-Agent分為系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)行條件與外部環(huán)境條件，表示形式為：Execution Condition＝{<Related events ID，processor ID>，<sensor ID，network ID，actuator ID>}，Related events ID表示觸發(fā)所述CPS-Agent執(zhí)行的時(shí)空事件；Parameters set:表示所述CPS-Agent運(yùn)行的相關(guān)參數(shù)，表示方式為：Parameter set＝{<type，name，range>，<time，space>}，time表示所述CPS-Agent執(zhí)行時(shí)間或者執(zhí)行時(shí)刻，space表示所述CPS-Agent的執(zhí)行空間。

優(yōu)選地，所述第一確定單元還用于：

將所述八元組信息寫入可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言XML文件中；

所述CPS-Agent架構(gòu)在所述XML文件中表述如下：

優(yōu)選地，所述實(shí)時(shí)知識(shí)庫(kù)用于提供支撐系統(tǒng)運(yùn)行和硬件運(yùn)轉(zhuǎn)的公理及原理及判斷所述CPS-Agent的狀態(tài)是否轉(zhuǎn)移；

所述決策構(gòu)件用于根據(jù)動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法和所述實(shí)時(shí)知識(shí)庫(kù)提供的公理及原理，做出正確的規(guī)劃；

所述實(shí)時(shí)推理規(guī)則用于為所述決策構(gòu)件提供推理規(guī)則；

所述優(yōu)化構(gòu)件用于將根據(jù)深度學(xué)習(xí)算法確定的優(yōu)化策略寫入所述推理規(guī)則和所述實(shí)時(shí)知識(shí)庫(kù)，并為所述決策構(gòu)件提供執(zhí)行策略。

優(yōu)選地，所述CPS-Agent信息塊包括CPS-Agent的基本信息；所述CPS-Agent執(zhí)行塊包含感知接口、核心算法、實(shí)時(shí)推理規(guī)則和深度學(xué)習(xí)算法。

優(yōu)選地，

Related CPS-Agents:表示與所述CPS-Agent相關(guān)的所述CPS-Agent，表示方式為：Related CPS-Agents＝{<CPS-Agent ID，relation>，<CPS-Agent ID，relation>，…}；Priority表示所述CPS-Agent的優(yōu)先級(jí)；

sensor ID代表能夠?yàn)樗鯟PS-Agent提供感知功能的傳感器；network ID代表能夠?yàn)樗鯟PS-Agent提供通信功能的網(wǎng)絡(luò)；actuator ID代表能夠?yàn)樗鯟PS-Agent提供控制功能的執(zhí)行器。

本發(fā)明實(shí)施例中，提供了一種信息物理融合系統(tǒng)CPS的Agent構(gòu)造方法及裝置，包括：根據(jù)時(shí)空事件，從所述時(shí)空事件中確定第一時(shí)空事件的八元組信息；其中，所述八元組信息為<CPS-Agent ID，Ability，Execution Condition，Status，Priority，Parameters set，Task，Related CPS-Agents>；根據(jù)所述八元組信息確定所述第一時(shí)空事件的CPS-Agent架構(gòu)和CPS-Agent構(gòu)造模板，所述CPS-Agent架構(gòu)包括感知構(gòu)件，實(shí)時(shí)知識(shí)庫(kù)，決策構(gòu)件、實(shí)時(shí)推理規(guī)則和優(yōu)化構(gòu)件；所述感知構(gòu)件包括的系統(tǒng)的內(nèi)部通信和外部物理環(huán)境的感知，分別用為CPS-Agent的狀態(tài)遷移提供依據(jù)和與外界物理環(huán)境進(jìn)行交互；所述CPS-Agent構(gòu)造模板包括CPS-Agent信息塊和CPS-Agent執(zhí)行塊；其中，Ability表示所述CPS-Agent對(duì)外界體現(xiàn)的能力，表示形式為:Ability＝<string，natural language>，String為cptm+p，代表了3C中的計(jì)算、控制、通信和感知的融合，natural language代表了所述CPS-Agent的功能；Execution Condition表示所述CPS-Agent分為系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)行條件與外部環(huán)境條件，表示形式為：Execution Condition＝{<Related events ID，processor ID>，<sensor ID，network ID，actuator ID>}，Related events ID表示觸發(fā)所述CPS-Agent執(zhí)行的時(shí)空事件；Parameters set:表示所述CPS-Agent運(yùn)行的相關(guān)參數(shù)，表示方式為：Parameter set＝{<type，name，range>，<time，space>}，time表示所述CPS-Agent執(zhí)行時(shí)間或者執(zhí)行時(shí)刻，space表示所述CPS-Agent的執(zhí)行空間。上述方法中，由于在CPS-Agent中加入環(huán)境感知模塊，能夠及時(shí)獲取物理環(huán)境的相關(guān)信息，與物理環(huán)境實(shí)時(shí)交互，同時(shí)可監(jiān)控運(yùn)行環(huán)境內(nèi)部信息，使得CPS-Agent之間協(xié)同更加簡(jiǎn)單；并且加入了實(shí)時(shí)知識(shí)庫(kù)、決策模塊以及控制模塊，可以滿足計(jì)算、通信、融合的特性；進(jìn)一步的，在CPS-Agent中加入了時(shí)空事件，通過對(duì)時(shí)空事件的判定，能夠使得時(shí)空性得到有效的保障；同時(shí)，提供了模塊化構(gòu)造方法，能夠提高程序開發(fā)者構(gòu)造CPS-Agent的效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種信息物理融合系統(tǒng)CPS的Agent構(gòu)造方法流程圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的CPS-Agent架構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的CPS-Agent構(gòu)造模板結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的代碼框架；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種信息物理融合系統(tǒng)CPS的Agent構(gòu)造裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

圖1為本本發(fā)明實(shí)施例提供的一種信息物理融合系統(tǒng)CPS的Agent構(gòu)造方法流程圖，如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種信息物理融合系統(tǒng)CPS的Agent構(gòu)造方法主要包括以下步驟：

步驟101，根據(jù)時(shí)空事件，從所述時(shí)空事件中確定第一時(shí)空事件的八元組信息；其中，所述八元組信息為<CPS-Agent ID，Ability，Execution Condition，Status，Priority，Parameters set，Task，Related CPS-Agents>；

步驟102，根據(jù)所述八元組信息確定所述第一時(shí)空事件的CPS-Agent架構(gòu)和CPS-Agent構(gòu)造模板，所述CPS-Agent架構(gòu)包括感知構(gòu)件，實(shí)時(shí)知識(shí)庫(kù)，決策構(gòu)件、實(shí)時(shí)推理規(guī)則和優(yōu)化構(gòu)件；所述感知構(gòu)件包括的系統(tǒng)的內(nèi)部通信和外部物理環(huán)境的感知，分別用為CPS-Agent的狀態(tài)遷移提供依據(jù)和與外界物理環(huán)境進(jìn)行交互；

步驟103，所述CPS-Agent構(gòu)造模板包括CPS-Agent信息塊和CPS-Agent執(zhí)行塊；

需要說明的是，為了能夠使CPS-Agent在計(jì)算機(jī)中得到合適的表達(dá)，需要對(duì)CPS-Agent定義進(jìn)行合適的描述，在步驟101中，在確定第一時(shí)空事件的八元組信息之后，還需要將八元組信息寫入可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言XML文件中。在本發(fā)明實(shí)施例中，CPS-Agent架構(gòu)在所述XML文件中表述如下：

進(jìn)一步地，需要對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的八元組進(jìn)行具體介紹：

八元組信息為：<CPS-Agent ID，Ability，Execution Condition，Status，Priority，Parameters set，Task，Related CPS-Agents>。

1)、Ability表示CPS-Agent對(duì)外界體現(xiàn)的能力，即能夠體現(xiàn)出“3C+P”融合中的單一元素或多元素的融合，Ability采用如下所示的半形式化描述:

Ability＝<string，natural language>

具體地，String用來表示多元素的融合，比如感知、通信、計(jì)算、控制融合模式，字符串部分為“cptm+p”，代表了3C中的計(jì)算、控制、通信和感知的融合；natural language部分代表了該CPS-Agent的具體功能。這種描述方式既可以滿足體現(xiàn)“3C+P”的融合，又可以描述該CPS-Agent的具體功能特性。

2)、Execution Condition:分為系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)行條件與外部環(huán)境條件，表示形式為：

Execution Condition＝

{<Related events ID，processor ID>，<sensor ID，network ID，actuator ID>}

具體地，Related events ID表示觸發(fā)該CPS-Agent執(zhí)行的時(shí)空事件；processor ID代表該CPS-Agent所需要的處理機(jī)，processor ID代表的處理機(jī)應(yīng)具有完成CPS-Agent計(jì)算功能的能力；sensor ID代表能夠?yàn)樵揅PS-Agent提供感知功能的傳感器；network ID代表能夠?yàn)樵揅PS-Agent提供通信功能的網(wǎng)絡(luò)；actuator ID代表能夠?yàn)樵揅PS-Agent提供控制功能的執(zhí)行器。

3)、Parameters set:表示CPS-Agent運(yùn)行的相關(guān)參數(shù)，包含實(shí)體參數(shù)和應(yīng)用參數(shù)，其中，實(shí)體參數(shù)包括參數(shù)類型、名稱、范圍等；而應(yīng)用參數(shù)包括時(shí)間參數(shù)和空間參數(shù)等。Parameters set表示形式為：

Parameter set＝{<type，name，range>，<time，space>}

具體地，Type指的是參數(shù)的類型，可以為數(shù)字型、字符串型；name表示該參數(shù)的名稱，比如溫度，形狀等；range表示該參數(shù)的范圍，如果是溫度，范圍可以具體到若干攝氏度，形狀可以確定具體的長(zhǎng)度；time表示時(shí)間參數(shù)，表示該CPS-Agent執(zhí)行時(shí)間或者執(zhí)行時(shí)刻；space表示空間參數(shù)，表示該CPS-Agent的執(zhí)行空間。

4)、Related CPS-Agents:表示與該CPS-Agent相關(guān)的其他CPS-Agent，具體的表示形式為：

Related CPS-Agents＝{<CPS-Agent ID，relation>，<CPS-Agent ID，relation>，…}

具體地，CPS-Agent ID代表與之關(guān)聯(lián)的CPS-Agent的標(biāo)識(shí)符，不止一個(gè)CPS-Agent與該CPS-Agent有關(guān)系，所以為多組，relation代表了兩者之間的關(guān)系，分為前驅(qū)和后繼關(guān)系。若為前驅(qū)關(guān)系，則當(dāng)前驅(qū)CPS-Agent執(zhí)行完成后該CPS-Agent才可以執(zhí)行，后繼關(guān)系反之。

5)、Priority表示優(yōu)先級(jí)，Task表示任務(wù)欄；Status表示狀態(tài)。

在步驟102中，根據(jù)八元組信息確定第一時(shí)空事件的CPS-Agent架構(gòu)和CPS-Agent構(gòu)造模板。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的CPS-Agent架構(gòu)示意圖；如圖2所示，CPS-Agent架構(gòu)主要包括感知構(gòu)件，實(shí)時(shí)知識(shí)庫(kù)，決策構(gòu)件、實(shí)時(shí)推理規(guī)則、優(yōu)化構(gòu)件和執(zhí)行體。

1)、感知構(gòu)件：主要包括系統(tǒng)內(nèi)部的通信與外部物理環(huán)境的感知兩部分。

其中，系統(tǒng)的內(nèi)部通信包含通信機(jī)制和通信內(nèi)容。通信機(jī)制包含通信的途徑以及具體用到的協(xié)議；通信內(nèi)容主要指系統(tǒng)內(nèi)部的時(shí)空事件，主要對(duì)CPS-Agent的狀態(tài)遷移提供依據(jù)。外部物理環(huán)境的感知主要來源于傳感器，可以對(duì)于外界溫度、氣壓、風(fēng)力等物理因素進(jìn)行感知，從而達(dá)到與外界物理環(huán)境的交互。

2)、實(shí)時(shí)知識(shí)庫(kù)：為支撐系統(tǒng)運(yùn)行和硬件正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供公理及原理，同時(shí)提供了CPS-Agent運(yùn)行可能涉及的時(shí)空事件集合。

支撐系統(tǒng)運(yùn)行和硬件正常運(yùn)轉(zhuǎn)的公理和原理主要指硬件的驅(qū)動(dòng)程序和系統(tǒng)運(yùn)行的具體核心算法，同時(shí)這些核心算法可以為決策構(gòu)件提供理論支撐。

CPS-Agent可能涉及的時(shí)空事件集合主要用于判定CPS-Agent的狀態(tài)轉(zhuǎn)移。

3)、決策構(gòu)件：根據(jù)任務(wù)及上下文環(huán)境做出合理的規(guī)劃，并選取最優(yōu)規(guī)劃。在決策構(gòu)件中，主要提供了動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法，通過使用動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法以及實(shí)時(shí)知識(shí)庫(kù)中的公理和原理，做出正確且合理的規(guī)劃。

4)、實(shí)時(shí)推理規(guī)則：提供合理的推理規(guī)則，與實(shí)時(shí)知識(shí)庫(kù)共同為決策模塊提供理論支撐。實(shí)時(shí)推理規(guī)則主要采用多條件判斷語(yǔ)句，即當(dāng)多個(gè)條件發(fā)生時(shí)，結(jié)果才會(huì)發(fā)生，這種規(guī)則能夠更快的推理出正確的結(jié)果。

5)、優(yōu)化構(gòu)件：收集運(yùn)行結(jié)果并分析，進(jìn)一步優(yōu)化推理規(guī)則與實(shí)時(shí)知識(shí)庫(kù)。優(yōu)化構(gòu)件主要提供深度學(xué)習(xí)算法，使用當(dāng)前結(jié)果與之前結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，分析策略的不同導(dǎo)致結(jié)果的差異度，進(jìn)而優(yōu)化策略，寫入推理規(guī)則和實(shí)時(shí)知識(shí)庫(kù)，為下次決策提供更加優(yōu)化的執(zhí)行策略。

6)、執(zhí)行體：通過決策構(gòu)件的結(jié)果分析以及結(jié)合實(shí)時(shí)推理規(guī)則，確定合適的執(zhí)行方案，對(duì)執(zhí)行體進(jìn)行控制。

在步驟103中，圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的CPS-Agent構(gòu)造模板結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，CPS-Agent構(gòu)造模板包括CPS-Agent信息塊和CPS-Agent執(zhí)行塊兩部分，其中，CPS-Agent信息塊包含了CPS-Agent的基本信息，對(duì)應(yīng)于CPS-Agent描述中的若干元素。CPS-Agent執(zhí)行塊主要用于CPS-Agent的功能實(shí)現(xiàn)，包含感知接口、核心算法、實(shí)時(shí)推理規(guī)則、深度學(xué)習(xí)算法。

為了能夠清楚的介紹本發(fā)明實(shí)施例提供的一種信息物理融合系統(tǒng)CPS的Agent構(gòu)造方法，以下選用工業(yè)機(jī)器人中的抓取機(jī)器人為具體事例構(gòu)造抓取CPS-Agent為例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

根據(jù)八元組信息，確定該CPS-Agent具體描述：

CPS-Agent ID:<Rgrab，02>

其中，Rgrab確定改CPS-Agent屬于抓取CPS-Agent；02用于區(qū)別該抓取CPS-Agent與其他抓取CPS-Agent的不同。

Ability:<cptm+p，定位識(shí)別并抓取物體>

其中，“cptm+p”代表了搜索CPS-Agent具有計(jì)算、控制、通信和感知功能；自然語(yǔ)言描述了該搜索CPS-Agent具體的功能。

Execution Condition:{<event 01，event 02，processor 01>，<sensor 01，network 01，actuator 01>}

其中，event 01、02代表了觸發(fā)該CPS-Agent執(zhí)行的時(shí)空事件；processor 01代表了為了處理圖形圖像需要的處理器；sensor 01代表該CPS-Agent需要的傳感器；network 01代表為了傳輸數(shù)據(jù)與信息需要的網(wǎng)絡(luò)；actuator 01代表執(zhí)行抓取的執(zhí)行體。

Status:<running>，running表示該CPS-Agent處于運(yùn)行態(tài)。

Priority:<01>，01表示該CPS-Agent優(yōu)先級(jí)最高，優(yōu)先運(yùn)行。

Parameters set:{<float，length，5～20>，<8pm～6am，15m>}

其中，float表示該CPS-Agent需要搜集的數(shù)據(jù)類型是浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)；length表示該CPS-Agent需要分析的浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)為長(zhǎng)度；5～20表示搜索目標(biāo)的長(zhǎng)度在5～20cm之間；8pm～6am表示該CPS-Agent需要從晚八點(diǎn)工作到早上六點(diǎn)；15m表示執(zhí)行范圍為半徑15m的空間。

Task:<task 05，01>

其中，task 05代表該CPS-Agent正在執(zhí)行的任務(wù)為task 05；01代表正在執(zhí)行的任務(wù)的優(yōu)先級(jí)最高，其他任務(wù)不得搶斷。

Related CPS-Agent:{<Rcarry，03，precursor>}

其中，Rcarry，03表示搬運(yùn)CPS-Agent，其編號(hào)為03；precursor代表前驅(qū)，表示搬運(yùn)CPS-Agent Rcarry03是抓取CPS-Agent Rgrab01的前驅(qū)，即Rcarry03在Rgrab01之前執(zhí)行。

根據(jù)上述參數(shù)，可以確定紅外線搜索CPS-Agent的描述方式，如下：

進(jìn)一步地，可以確定抓取CPS-Agent架構(gòu)和CPS-Agent構(gòu)造模板，其中，CPS-Agent架構(gòu)和CPS-Agent構(gòu)造模板可以分別如圖2和圖3所示。向抓取CPS-Agent構(gòu)造模板的執(zhí)行塊中加入抓取機(jī)器人的控制算法、圖形處理算法等。向抓取CPS-Agent構(gòu)造模板的信息塊中加入描述xml文件中的信息，完成抓取CPS-Agent的構(gòu)造，最終代碼框架如圖4所示。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種信息物理融合系統(tǒng)CPS的Agent構(gòu)造方法，由于在CPS-Agent中加入環(huán)境感知模塊，能夠及時(shí)獲取物理環(huán)境的相關(guān)信息，與物理環(huán)境實(shí)時(shí)交互，同時(shí)可監(jiān)控運(yùn)行環(huán)境內(nèi)部信息，使得CPS-Agent之間協(xié)同更加簡(jiǎn)單；并且加入了實(shí)時(shí)知識(shí)庫(kù)、決策模塊以及控制模塊，可以滿足計(jì)算、通信、融合的特性；進(jìn)一步的，在CPS-Agent中加入了時(shí)空事件，通過對(duì)時(shí)空事件的判定，能夠使得時(shí)空性得到有效的保障；同時(shí)，提供了模塊化構(gòu)造方法，能夠提高程序開發(fā)者構(gòu)造CPS-Agent的效率。

基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種信息物理融合系統(tǒng)CPS的Agent構(gòu)造裝置，由于該裝置解決技術(shù)問題的原理與一種信息物理融合系統(tǒng)CPS的Agent構(gòu)造方法相似，因此該裝置的實(shí)施可以參見方法的實(shí)施，重復(fù)之處不再贅述。

圖5提供了一種信息物理融合系統(tǒng)CPS的Agent構(gòu)造裝置，如圖5所示，該裝置包括：第一確定單元51和第二確定單元52。

第一確定單元51，用于根據(jù)時(shí)空事件，從所述時(shí)空事件中確定第一時(shí)空事件的八元組信息；其中，所述八元組信息為<CPS-Agent ID，Ability，Execution Condition，Status，Priority，Parameters set，Task，Related CPS-Agents>；

第二確定單元52，用于根據(jù)所述八元組信息確定所述第一時(shí)空事件的CPS-Agent架構(gòu)和CPS-Agent構(gòu)造模板，所述CPS-Agent架構(gòu)包括感知構(gòu)件，實(shí)時(shí)知識(shí)庫(kù)，決策構(gòu)件、實(shí)時(shí)推理規(guī)則和優(yōu)化構(gòu)件；所述感知構(gòu)件包括的系統(tǒng)的內(nèi)部通信和外部物理環(huán)境的感知，分別用為CPS-Agent的狀態(tài)遷移提供依據(jù)和與外界物理環(huán)境進(jìn)行交互；

所述CPS-Agent構(gòu)造模板包括CPS-Agent信息塊和CPS-Agent執(zhí)行塊；

其中，Ability表示所述CPS-Agent對(duì)外界體現(xiàn)的能力，表示形式為:Ability＝<string，natural language>，String為cptm+p，代表了3C中的計(jì)算、控制、通信和感知的融合，natural language代表了所述CPS-Agent的功能；Execution Condition表示所述CPS-Agent分為系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)行條件與外部環(huán)境條件，表示形式為：Execution Condition＝{<Related events ID，processor ID>，<sensor ID，network ID，actuator ID>}，Related events ID表示觸發(fā)所述CPS-Agent執(zhí)行的時(shí)空事件；Parameters set:表示所述CPS-Agent運(yùn)行的相關(guān)參數(shù)，表示方式為：Parameter set＝{<type，name，range>，<time，space>}，time表示所述CPS-Agent執(zhí)行時(shí)間或者執(zhí)行時(shí)刻，space表示所述CPS-Agent的執(zhí)行空間。

優(yōu)選地，所述第一確定單元51還用于：

將所述八元組信息寫入可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言XML文件中；

所述CPS-Agent架構(gòu)在所述XML文件中表述如下：

優(yōu)選地，所述實(shí)時(shí)知識(shí)庫(kù)用于提供支撐系統(tǒng)運(yùn)行和硬件運(yùn)轉(zhuǎn)的公理及原理及判斷所述CPS-Agent的狀態(tài)是否轉(zhuǎn)移；

所述決策構(gòu)件用于根據(jù)動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法和所述實(shí)時(shí)知識(shí)庫(kù)提供的公理及原理，做出正確的規(guī)劃；

所述實(shí)時(shí)推理規(guī)則用于為所述決策構(gòu)件提供推理規(guī)則；

所述優(yōu)化構(gòu)件用于將根據(jù)深度學(xué)習(xí)算法確定的優(yōu)化策略寫入所述推理規(guī)則和所述實(shí)時(shí)知識(shí)庫(kù)，并為所述決策構(gòu)件提供執(zhí)行策略。

優(yōu)選地，所述CPS-Agent信息塊包括CPS-Agent的基本信息；所述CPS-Agent執(zhí)行塊包含感知接口、核心算法、實(shí)時(shí)推理規(guī)則和深度學(xué)習(xí)算法。

優(yōu)選地，Related CPS-Agents:表示與所述CPS-Agent相關(guān)的所述CPS-Agent，表示方式為：Related CPS-Agents＝{<CPS-Agent ID，relation>，<CPS-Agent ID，relation>，…}；Priority表示所述CPS-Agent的優(yōu)先級(jí)；

sensor ID代表能夠?yàn)樗鯟PS-Agent提供感知功能的傳感器；network ID代表能夠?yàn)樗鯟PS-Agent提供通信功能的網(wǎng)絡(luò)；actuator ID代表能夠?yàn)樗鯟PS-Agent提供控制功能的執(zhí)行器。

應(yīng)當(dāng)理解，以上一種信息物理融合系統(tǒng)CPS的Agent構(gòu)造裝置包括的單元僅為根據(jù)該設(shè)備裝置實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行的邏輯劃分，實(shí)際應(yīng)用中，可以進(jìn)行上述單元的疊加或拆分。并且該實(shí)施例提供的一種信息物理融合系統(tǒng)CPS的Agent構(gòu)造裝置所實(shí)現(xiàn)的功能與上述實(shí)施例提供的一種信息物理融合系統(tǒng)CPS的Agent構(gòu)造方法及一一對(duì)應(yīng)，對(duì)于該裝置所實(shí)現(xiàn)的更為詳細(xì)的處理流程，在上述方法實(shí)施例一中已做詳細(xì)描述，此處不再詳細(xì)描述。

本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)明白，本發(fā)明的實(shí)施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明可采用完全硬件實(shí)施例、完全軟件實(shí)施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實(shí)施例的形式。而且，本發(fā)明可采用在一個(gè)或多個(gè)其中包含有計(jì)算機(jī)可用程序代碼的計(jì)算機(jī)可用存儲(chǔ)介質(zhì)(包括但不限于磁盤存儲(chǔ)器、CD-ROM、光學(xué)存儲(chǔ)器等)上實(shí)施的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式。

本發(fā)明是參照根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法、設(shè)備(系統(tǒng))、和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來描述的。應(yīng)理解可由計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結(jié)合。可提供這些計(jì)算機(jī)程序指令到通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)、嵌入式處理機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以產(chǎn)生一個(gè)機(jī)器，使得通過計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的系統(tǒng)。

這些計(jì)算機(jī)程序指令也可存儲(chǔ)在能引導(dǎo)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定方式工作的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中，使得存儲(chǔ)在該計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中的指令產(chǎn)生包括指令系統(tǒng)的制造品，該指令系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能。

這些計(jì)算機(jī)程序指令也可裝載到計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上，使得在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的處理，從而在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的步驟。

盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對(duì)這些實(shí)施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實(shí)施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。