工业网络系统的智能心脏现场总线技术特点塑造感知-传输-控制一体化的进展与挑战
工业网络系统：融合控制与信息通信的智慧体。这种系统通过高度集成自动化技术、计算机技术和通信网络技术，实现了生产过程与信息系统的协同工作，以达到效率最大化、流程简化和生产优化。这对于推动工业制造的数字化、网络化和智能化发展至关重要。它们集成了感知能力、适应性传输以及协同控制，具有明显的优势，如结构网络化、高效现场控制和功能分散等。然而，这一设计面临诸多挑战，包括异构终端融合问题、复杂通信环境下的时间确定性和可靠性要求，以及在网络环境下信息交互耦合的问题等。
为了应对这些挑战，我们需要综合利用控制理论与通信设计方法，将优化理论与网络策略相结合，为实时可靠泛在通信及敏捷精确协同提供支持。此外，要实现一体设计，我们必须清晰表达感知-传输-控制三者之间相辅相成但又互有制约关系，以揭示三者的相互作用并提升整体性能。
本文围绕这一框架，从非理想条件下的异构分布式融合估计、适变传输及复杂系统协同控制三个角度，对国内外研究现状进行了回顾。本文还探讨了如何通过联合设计来解决传统独立分离设计所带来的限制，并提出了一个基于边缘计算的分层架构，以降低能耗资源消耗并提高数据交换的可靠性。
此种感知-传输-控制一体化范式不仅能够提升工业网络系统的协作能力，还将促进其在生产过程中的智能与信息共享。随着跨学科领域不断进步，未来我们可以预见更多高效优质方法将被开发以满足不断增长需求，使得工业网路成为推动行业转型升级不可或缺的一部分！
