工业现场总线的秘密一体化技术揭开神秘面纱
工业网络系统的感知-传输-控制一体化：挑战与进展
在数字化转型和智能制造的浪潮中，工业网络系统（Industrial Network System, INS）作为信息物理融合的核心，承担着重要作用。INS不仅集成了自动控制、计算机技术、通信网络技术等多学科知识，而且还实现了信息系统与工业物理过程的协同，为生产过程提供了实时数据采集、精确决策和高效执行。
然而，在实际应用中，感知-传输-控制三者的结合并非易事。首先，对于资源受限条件下的异构终端，其融合难度较大；其次，复杂多变的通信环境要求时间确定性与传输可靠性同时满足；最后，对于网络环境下信息和控制交互耦合的问题，也是需要解决的问题。
为了克服这些挑战，我们提出了一种新的设计框架，即感知-传输-控制一体化设计。这一设计方法综合利用了控制优化理论与通信网络设计方法，将自适应于系统动态和网络能力的一代工业网络系统推向前行。
通过分析感知、传输、控制三者之间相辅相成但又相互制约的耦合关系，我们可以更好地理解如何在面对非理想通信下实现异构网络分布式融合估计，以及如何面向感知和控制进行适变传输。此外，还要考虑到在复杂系统中的协同控制问题，以保证整个工业现场总线体系能够正常运行。
综上所述，尽管存在诸多挑战，但通过联合设计 Industrial Network System 的分层架构，如图2所示，可以有效减少直接从边缘终端到中心服务器发送原始数据所需能量消耗，同时提高数据处理速度，从而提升整体性能。在未来的研究中，我们将继续探索这一范式，并期望它成为实现工业现场总线智能化发展的一个关键支撑。