工业网络系统的感知-传输-控制一体化挑战与进展仿佛是一个精通多种通讯协议的大师在探索其内在机制时它巧
工业网络系统：一个融合工业控制与信息通信的复杂体系。它通过高度集成自动化技术、计算机技术和通信网络技术，实现了信息系统与物理世界的协同，以达到生产优化、流程简化和效率最大化，对于推动工业制造的数字化、网络化和智能化发展至关重要。这种系统具备感知能力、适应性传输以及协同控制，具有明显优势，如结构网络化、现场控制以及功能分散等。然而，其设计面临诸多挑战，如资源受限条件下的异构终端融合难度、高要求的时间确定性和传输可靠性，以及在复杂环境下的信息交互耦合问题等。
为了应对这些挑战，我们需要分析并设计能够满足实时可靠泛在通信和敏捷精确协同控制需求的新一代工业网络系统。这涉及到综合运用控制理论、通信理论以及感知理论，将优化理论与通信设计相结合，形成能够自适应于系统动态和网络能力变化的一体整体。
要实现这一目标，我们必须清晰地表达感知-传输-控制三者之间相辅相成且相互制约的地位，为揭示其间关系并提升整体性能奠定基础。本文围绕这一框架，在阐述了内涵及其主要特征之后，探讨了“感知-传输-控制一体”面临的问题，并从非理想通讯下异构分布式融合估计、中立传输策略以及复杂环境下的协同控问题三个方面回顾国内外研究现状。
为了解决联合设计中存在的问题，我们提出了一个新的分层架构，其中边缘节点负责原始数据预处理及转发，以减少能耗消耗并提高交互可靠性。此外，每个簇部署单独边缘节点进行信息过滤以去除冗余，并将局部估计值发送给中心节点以最小化总成本。
这种感知-通讯-控一体设计使得感知过程为控提供支撑，通讯过程负责实现实时交互，而控过程则为保证稳定高效运行提供决策，从而提升协同能力。此领域仍处于探索阶段，但随着跨学科研究不断进展，这种范式会持续演变，并应用范围将扩大至更多领域。
