工业网络系统的感知-传输-控制一体化挑战与进展像一位精明的管家引领着can总线三部分设备层服务层和协
工业网络系统:融合控制与信息通信的动态体,通过高效结合自动化、计算机技术和通信网络,实现了信息系统与物理过程的协同,以促进制造业数字化转型。这种集成感知、传输和控制功能的系统具有网络化、现场化和分散性优点,是推动工业信息物理系统智能互联的关键。不过,感知-传输-控制一体化设计面临诸多挑战,如异构终端融合难题、复杂通信环境下的时间确定性与可靠性要求,以及在网络环境下信息交互耦合等。
为了应对这些挑战,我们必须分析并设计满足实时可靠泛在通信及敏捷精确协同控制需求。利用控制理论与通信设计方法相结合,将形成自适应于系统动态和网络能力的一代新工业网。要实现这一目标,我们需要清晰地表达三者之间相辅相成且相互制约的耦合关系,为揭示三者间作用及提升整体性能奠定基础。
本文围绕感知-传输-控制一体化框架,简述了工业网内涵及其特征,并探讨了挑战以及国内外研究现状。此外,本文还提出了一种新的分层架构,即边缘估计终端预处理原始数据并进行中间层过滤提取以提高精度,并最小化总代价。此架构有助于开展资源受限自适应调度与联合设计,从而提升协同能力。
未来随着科学发展,“感知-传输-控制一体”范式将不断演进,而应用范围也将扩大。这将成为一个重要研究方向,同时也会发挥更大的作用在生产过程中的智能化改造中。