常用的现场总线技术赋能工业网络系统的感知-传输-控制一体化挑战与进展的智慧引领者

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，以达到生产最优化、流程简化和效率最大化，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。这些系统集成了感知、传输和控制功能，具有结构网络化、控制现场化和功能分散等优势，是实现工业信息物理系统智能互联的核心。然而，在设计一体化方案时，我们面临诸多挑战，如资源受限终端难以融合、高要求时间确定性与传输可靠性以及复杂交互耦合等。

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需求，并结合理论进行综合利用，使得新一代工业网络能够自适应于系统动态及网络能力。此外，一体化框架中需清晰表示三者的相辅相成关系，为揭示三者间互动提升整体性能奠定基础。

本文围绕这一框架，从非理想通信下的异构分布式融合估计、面向感知与控制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并探讨未来趋势。在探索感知-传输-控制联合设计方法时，我们提出了图2所示分层架构，该架构包括边缘估计终端用于预处理数据及减少能耗，同时提高信息交互可靠性。