工业网络系统的感知-传输-控制一体化挑战与进展探索通信之路解锁can通信的秘密
工业网络系统：融合控制与通信的智慧体。这类系统将自动化、计算机技术、通信技术等先进技术深度融合，通过网络实现了信息与物理过程的协同，促进了工业制造的数字化、网络化和智能化发展。它们集成了感知能力、适应性传输方式和协同控制策略，具有结构性的网络化、高效的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，一体化设计面临诸多挑战，如异构终端融合难题、复杂环境下的时间确定性和传输可靠性要求以及网络环境下信息交互耦合作用等。
为了克服这些挑战，我们必须综合运用控制理论、通信理论以及计算科学，以优化算法与通信设计相结合，为实时可靠泛在通信和精确协同提供支持。本文基于一体框架，从感知-传输-控制三者之间相辅相成关系入手，探讨了国内外研究现状，并提出了新的解决方案，如图1所示。
图1: 工业网络系统感知-传输-控制一体化框架
我们提出了一个分层架构（如图2），底层部署边缘估计终端进行数据预处理与转发，以减少能耗并提高可靠性。此外，我们利用边缘计算对原始数据进行过滤以提升精度，并将局部估计值传递到中心节点。在这个架构下，可以最小化总代价并开展自适应资源调度。
图2: 工业网路系统分层架构
这种一体设计使得感知为控制提供信息支撑，而传输则保证实时可靠交互，最终提升整个系统的协同能力。随着跨学科领域不断发展，这种范式将不断推陈出新，将在生产过程中发挥越来越重要作用！
