工业网络系统的感知-传输-控制一体化5种工业通讯协议的智慧引领挑战与进展交响篇章

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。它们以感知-传输-控制功能为核心，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关键。

然而，这一设计面临诸多挑战，如感知资源受限终端难以融合，复杂多变通信环境需要高时间确定性与传输可靠性，以及在网络环境下进行信息交互耦合等。

为了应对这些挑战，我们必须分析并满足实时可靠泛在通信以及敏捷精确协同控制的需求，并结合控制理论与通信设计方法，为形成自适应于动态变化和网络能力的新一代工业网络系统奠定基础。

要实现这一体化设计，我们必须清晰地表示感知、传输及控制之间相辅相成且相互制约的耦合关系，为揭示三者间相互作用及提升整体性能奠定基础。在此框架下，本文首先简述了工业网络系统内涵及其主要特征，然后分析了“感知-传输-控制一体化”面临的挑战和关键问题。从非理想通信下的异构分布式融合估计到面向感知及控件适变传输，再到复杂环境下的协同控件本文综述了国内外研究现状及进展。

如何实现联合设计？我们探索了一种新的思路，即将原本独立分离的心理模型融入一个单一框架中。这意味着我们不再假设完美无缺或遵循某些特定模型，而是直接考虑整个过程中的所有因素，从而能够更好地理解各个环节之间如何相互影响，并最终提高整体性能。