随着物理组件和软件组件的深度交织以及互联异构物联网设备的急剧增加,信息物理系统的设计变得越来越复杂。尽管研究人员已进行大量研究,提出了各种模型驱动软件工程方法,来提高信息物理系统设计的生产效率,但缺乏结合人工智能控制策略,从宏观层面对系统进行描述和建模,并支持异构设备和平台的方法。因此,本文提出了面向智能物联网的信息物理系统建模语言AIo TML,来统一物理环境、信息环境的建模和物联网设备的运行,实现信息物理系统的仿真和应用,以实现数字孪生、智能感知和控制。本文的主要贡献如下:1.提出了一种面向智能物联网的信息物理系统的建模框架,基于此框架提出了相应的建模方法。建模框架包括云端服务、物联网设备和物联网平台三个部分,云端服务由控制器和仿真器组成,物联网设备部署在真实的物理环境中,物联网平台处理云端服务和物理环境的信息交互。建模方法支持对云端服务、物联网设备和物联网平台建模,且控制器支持对人工智能策略建模。2.定义并设计了一种面向智能物联网的信息物理系统建模语言AIo TML。通过对Thing ML建模语言进行扩展,AIo TML包含结构化信息、事物、策略、通信协议和配置组件,支持对控制策略、仿真环境、通信协议、物理环境和物联网设备建模,支持信息物理系统的连续和离散过程、协同控制和异步通信,仿真环境与物理环境的状态同步,从而实现数字孪生、智能感知和控制。3.设计并实现了AIo TML的集成开发工具,将以AIo TML语言描述的模型代码转换成其他语言或平台代码。该集成开发工具由编辑器和编译器组成,编辑器负责根据信息物理系统的各个组件建立AIo TML模型,编译器负责对AIo TML模型进行编译,包括词法、语法和语义分析,生成其他语言或平台代码。从而在不同需求和约束下,实现信息物理系统的应用性与泛化性。通过对两个典型的面向智能物联网的信息物理系统应用进行建模,来评估本文建模方法和建模语言AIo TML的有效性。实验结果表明,本文提出的面向智能物联网的信息物理系统建模语言AIo TML,能够有效和快速地对面向智能物联网的信息物理系统进行建模,生成不同语言或平台的代码部署在云端服务和物联网设备上,实现系统的数字孪生、智能感知和控制。