工业网络系统的感知-传输-控制一体化现场总线技术的发展历程像一位智慧的引领者在挑战中进展

工业网络系统：融合控制与信息通信的动态体。这种系统通过高度融合自动控制技术、计算机技术和通信网络技术，实现了信息系统与工业物理过程的协同，以达到生产最优化、流程简化和效率最大化，对促进工业制造数字化、网络化和智能化发展至关重要。它集成了感知、传输和协同控制功能，具有结构网络化、现场控制和功能分散等优势，是实现工业信息物理系统智能互联的核心。不过，这种感知-传输-控制一体设计面临诸多挑战，如资源受限终端融合难题、复杂环境下的通信需求以及网络环境下的交互耦合问题等。

为了应对这些挑战，我们需要分析设计以满足实时可靠泛在通信和敏捷精确协同控制的需求，并结合理论，将控制优化与通信设计相结合，形成自适应于动态变化的新型工业网络系统。一体性设计要求清晰表示感知-传输-控制三者的耦合关系，为揭示相互作用提升整体性能奠定基础。如图1所示，本文围绕一体框架，首先介绍了内涵特征，然后分析“感知-传输-控制一体”面临的问题，从非理想条件下异构分布式融合估计到适变传输以及复杂环境下的协同控制三个方面，回顾了国内外研究现状。

如何实现联合设计？过去独立分离是常见做法，但这限制了整体性能提升。在恶劣环境中不可测状态导致信息丢失或超时影响着性能。本文探索了一步步的一体设计提出了图2中的分层架构，其中边缘估计终端预处理数据并减少能量消耗提高可靠性。此外，每簇部署一个终端利用边缘计算过滤冗余数据提高精度。基于此架构，可以最小总代价开展自适应调度与控律。