工业网络系统的感知-传输-控制一体化探索Can协议分为几种面临的挑战与前沿进展
工业网络系统是融合了自动控制技术、计算机技术和通信网络技术的复杂系统。这些系统通过网络实现了信息与物理过程的协同，最大限度地优化生产流程，简化操作流程，并提高效率，对于推动工业制造的数字化、智能化和互联化发展至关重要。
工业网络系统集成了感知、传输和控制功能，其优势在于结构上的网络化、现场控制的本地化以及功能上的分散性。然而，这种一体化设计面临着诸多挑战，如资源受限下的异构终端融合问题，以及复杂多变的通信环境中对时间确定性和传输可靠性的高要求等。
为了应对这些挑战，我们必须分析与设计能够满足工业系统对于实时可靠泛在通信以及敏捷精确协同控制的需求。我们需要综合运用控制理论、通信理论以及感知理论，将控制优化理论与通信网络设计方法相结合，以形成具有自适应能力的新型工业网络系统。
要实现这一体 化设计，我们需要清晰阐述感知、传输和控制三者之间相辅相成且相互制约的地位，为揭示三者间关系并提升整体性能奠定基础。此外，本文还探讨了非理想条件下的异构分布式融合估计、面向感知与控 制适变传输策略，以及面向复杂环境下协同控制策略等关键问题。
图1展示了一体框架，该框架围绕“感知-传输-控制一体”进行分析，从三个方面概述了国内外研究现状及进展：非理想通信下的异构网 分布式融合估计、大规模数据处理中的适变传输方案，以及基于复杂环境下的协同 控制算法。
如何有效实施联合设计？过去，独立分离式设计限制了整体性能提升，而恶劣环境下导致一些状态不可测或信息丢失的问题进一步加剧。在这种背景下，一体规划成为解决方案之一。本文提出如图2所示的一层级结构，其中底层部署边缘估计终端负责原始数据预处理及转发，目的是减少能量消耗并提高交互可靠性。此外，每个簇配备一个边缘计算终端用于过滤冗余信息并提供更精确的情报到中心点上。
这项工作使得感知支持控 制决策，同时保证实时交换信息以维持稳定运行。这不仅提升了协作能力，还促进了解决难题之旅。随着交叉学科领域快速发展，“感觉—沟通—管理”范式将不断演进，并为未来应用提供丰富工具。在这个方向上，不断优化学科各环节将会开启新的篇章，使得智能工厂更加接近我们的愿景！
