工业网络系统的感知-传输-控制一体化挑战与进展仿佛是一个精通can总线通信协议实例的智者用其卓越能力
工业网络系统：一个融合自动控制、计算机技术和通信网络技术的复杂体。这类系统通过网络实现了信息系统与物理过程的协同，促进了工业制造的数字化、网络化和智能化。它们集成了感知、传输和控制功能，具有结构化、现场化和分散化等优势，是实现工业信息物理系统智能化和互联化的关键。
然而，这一设计面临诸多挑战，如资源受限条件下的异构终端融合难题，以及复杂多变通信环境中对时间确定性和传输可靠性的高要求。此外，在网络环境下，信息与控制交互耦合是一个问题。
为了应对这些挑战，我们必须综合利用控制、通信、感知以及计算理论，将优化理论与通信设计方法结合起来，以形成自适应于动态变化及网络能力的一代新型工业网路系统。要实现这一体现，我们需要清晰地表达感知-传输-控制之间相辅相成且相互制约的耦合关系，以揭示三者的相互作用并提升整体性能。
本文围绕此框架简述了内涵及其特征，并分析了“感知-传输-控制一体”所面临的挑战。我们从非理想通信下分布式融合估计到适变传输，再到复杂协同控制三个方面，回顾了国内外研究现状及进展。
为了解决联合设计问题，我们探索了一种新的策略，即将图2所示分层架构应用于工业网路系统。在底层部署边缘估计终端，它们负责原始数据预处理及信息转发，以减少能量消耗并提高交互可靠性。此外，由于每个簇的地理位置相关性较高，每个簇部署一个边缘估计终端，并在中间层采用边缘计算进行过滤提取以去除冗余并提高精度。
这种分层架构使得可以最小化总代价，并开展资源受限自适应调度与联合设计。感觉—交通—控一体设计让感觉为控提供支撑，交通负责实时交换感觉数据，而控保证稳定运行，为决策提供支撑，从而提升协同能力。
目前，这些研究仍处探索阶段，但随着科学发展，新的范式会不断出现，以及丰富方法将被应用于更广泛领域，使得未来工厂更加智能、高效。
