工业网络系统的感知-传输-控制一体化挑战与进展PGN在Can总线协议中的智慧引领
工业网络系统：融合控制与信息通信的智慧体。这种系统通过高度集成自动化技术、计算机技术和通信网络技术，实现了生产过程与信息系统的协同工作，为数字化、网络化和智能化发展提供了强有力的支持。工业网络系统以感知-传输-控制三位一体为核心，展现出结构性的网络化、高效率现场控制以及功能分散等优势。然而，其感知-通信-控制一体化设计面临诸多挑战，如异构终端融合难度大、复杂环境下的时间确定性与传输可靠性要求高等。
为了应对这些挑战，我们必须深入理解感知、传输和控制之间相互依存的关系，并在这一基础上探索新的解决方案。本文围绕一体化框架，首先阐述了工业网络系统的内涵及其特点，然后分析了“感知-传输-控制一体化”所面临的问题，并回顾了国内外研究进展。
图1展示了一种典型的工业网络系统感知-传输-控制一体化框架。在这个框架中，我们可以看到如何将非理想通信条件下异构设备进行分布式融合，以及如何利用适变传输来满足感知和控制需求。此外，还有关于在复杂网环境下的协同控制策略需要进一步探讨。
为了实现联合设计，我们提出了一个基于分层架构（如图2）的概念。这包括边缘估计终端用于预处理原始数据并进行信息转发，以减少能耗并提高可靠性。此外，每个簇部署一个边缘计算节点，它们利用地理位置相关性来过滤冗余信息并提升精度。
通过这种方式，可以最小化总代价并开发自适应资源调度和优雅律算法。最后，这篇文章概述了一种新范式，即"感知—传输—控制一体"，它将使得我们的行业更具协同能力，从而推动整个行业向前发展。随着科学领域不断进步，这些方法将继续被完善，并且应用范围也会扩大。
