2.4.1　系统网络架构

工业认知网络系统网络架构（图2-10）主要分为5层，从下至上分别为感知层、汇聚层、网络层、云服务层和应用层。

①感知层　负责完成复杂工业环境下现场多维、异构数据的实时感知和采集。无线网络具有低成本、组网灵活等特点，但在现代工业制造环境下，电磁环境复杂、温湿度分布广、变化剧烈、通信链路的遮挡严重以及现场信息的实时可靠低功耗等要求成为工业现场数据获取无线化的关键。

②汇聚层　负责完成多源、异构网络信息融合及共享。流程工业信息类型多样，包括实时测量数据、控制指令、文字、声音、图像、视频等，信息格式不统一。另外有线的设备网、总线网和工业以太网虽然实现了互联，但是仍存在大量信息孤岛，给跨领域、跨层次的信息集成共享带来困难。汇聚层将通过搭建硬件实现平台把不同子系统的设备网、总线网传输协议转换成统一的标准，实现不同类型、不同格式信息的融合与共享。

图2-10　工业认知网络系统网络架构

③网络层　负责完成基于3G/4G/5G网络等无线广域网的海量信息安全可靠低时延传输。通过基于现有LTE/LTE-A技术上搭建网络，可以部分满足高峰值速率和低传输时延。为了应对更高的网络速率和毫秒级传输时延的需求，可以在此基础上融合5G的一些新技术，如超密集网络部署（提高网络覆盖率）、毫米波（提高传输速率）、大规模MIMO（提升信号频谱效率）等，可以大幅度提高信息传输速率、可靠性，降低时延，实现高效率、低时延的信息获取和控制。

④云服务层　负责完成海量信息存储管理和数据知识化。通过建立网络服务集群，对海量数据信息采取集中式存储和管理，采用分布式和虚拟化技术对资源进行分配调度，建立数据库将数据知识化，提供开放的软件开发平台和集成环境，给需要各种服务的终端提供支持。

⑤应用层　负责提供满足不同类型、不同需求的应用业务的实现平台。搭建软件开放平台，确保满足不同需求的应用业务都能够在该平台上快速、简单、低成本地开发和部署，与客户进行互联互通，如获取客户订单需求、客户服务需求、客户营销需求等，以及上述软件对工业制造网络系统各种资源的调度和使用。