现场总线技术的秘密揭开工业网络系统感知传输控制一体化的神秘面纱
在工业网络系统的设计与应用中，感知-传输-控制一体化是实现系统协同优化运行的关键。然而，这一过程面临着诸多挑战，包括资源受限条件下的异构终端融合、复杂多变的通信环境以及网络环境下信息和控制交互耦合等。
为了应对这些挑战，本文首先探讨了工业网络系统的内涵及其主要特征，然后分析了感知-传输-控制一体化设计中的关键问题和面临的挑战。接着，本文综述了国内外研究现状和进展，从非理想通信下异构网络分布式融合估计、面向感知和控制的适变传输以及网络环境下的复杂系统协同控制三个方面进行了深入讨论。
为了提升工业网络系统整体性能，本文提出了一个分层架构，其中底层部署边缘估计终端负责原始感知数据预处理和信息转发，以减少能量消耗和提高信息交互可靠性。中间层利用边缘计算技术对接收到的原始感知数据进行过滤、提取与融合，以提高感知精度并将局部估计值传递到融合中心。
最后，本文强调了一体化设计对于提升工业网络系统协同感知/控制能力至关重要，并预见未来的研究方向将更加注重通过网络控制系统各个环节的优化与协调来实现工业系统的优化控制。此外，随着科技发展，新的“感知-传输-控制一体化”范式将不断涌现，对于推动工业制造数字化、智能化具有重要意义。