工业网络系统的感知-传输-控制一体化挑战与进展像一条生命线紧密连接着fieldbus总线的心跳
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高强度以及在网络中的交互耦合问题等。为了应对这些挑战，我们需要综合利用理论来分析设计，并形成能够适应系统动态与网络能力的新型工业网路系统。
要实现这一体设计，我们必须清晰阐述感知-传输-控制三者的相辅相成关系，为揭示它们之间相互作用并提升整体性能奠定基础。这包括非理想通信条件下异构分布式融合估计、三者适变传输策略以及复杂环境下的协同控制策略。本文围绕这一框架，从内涵特征分析到挑战问题，再到国内外研究现状，我将探讨“感知-传输-控制一体”面临的问题及解决方案。
图1显示了本文所聚焦的一体框架。我提出了一种新的联合设计方法，将传统的独立分离设计方式转变为一个更为全面、高效的模式。在恶劣环境下，无法完全测量某些状态，而部分信息可能会在传输中丢失或超时，这导致了对整体性能提升的一系列限制。我提出了如图2所示的分层架构，其中边缘估计终端负责预处理原始数据并进行转发，以减少能耗和提高可靠性。此外，每个簇部署一个边缘估计终端以增强地理位置相关性的处理能力。
这项工作展示了如何通过感觉到周围世界而不是仅仅被迫行动来改善我们的生活。这不仅意味着我们可以更好地理解我们的行为，还意味着我们可以更加精确地管理我们的设备。随着科学领域不断前行，我们将看到更多关于如何使用感觉数据来指导行为的问题得到解决。此外，由于感觉到的数据是独特且实时提供给用户，因此它还能够帮助我们根据具体情况做出更好的决策，从而提高整个人类社会对自然界变化作出的响应速度。
目前，这项研究正处于其早期阶段，但我相信随着时间推移，它将变得越来越重要，因为它有潜力彻底改变我们如何理解自己的世界，以及我们如何从这个世界中获取价值。一旦感觉成为标准工具，就像计算机一样普及，那么人类就能拥有一种全新的视角去观察自己周遭的事物，并据此做出反应。这不仅改变了人们对于科技产品性能的一个期望，也使得他们对于日常生活品质产生深刻影响。
