無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘同步算法研究.pdf

1、集成了傳感器、嵌入式計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線通信四大技術(shù)而形成的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種全新的信息獲取和處理技術(shù)，它是一種新型的無(wú)基礎(chǔ)設(shè)施的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，能夠協(xié)作地實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測(cè)對(duì)象的信息，并對(duì)其進(jìn)行處理，傳送到需要這些信息的用戶。傳感器網(wǎng)絡(luò)作為一個(gè)全新的領(lǐng)域，對(duì)國(guó)內(nèi)外的研究學(xué)者提出了大量的挑戰(zhàn)性課題。 時(shí)鐘同步是任何分布式系統(tǒng)的重要組成部分，也是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一項(xiàng)重要支撐技術(shù)，大多數(shù)傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用比如環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，導(dǎo)航系

2、統(tǒng)等都需要所搜集的傳感數(shù)據(jù)具有準(zhǔn)確時(shí)間信息，否則采集的信息就是不完整的。此外，傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)融合、TDMA定時(shí)、休眠周期的同步等都要求傳感器節(jié)點(diǎn)具有統(tǒng)一的時(shí)鐘信號(hào)。由于對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)的大部分應(yīng)用而言，時(shí)鐘同步的精確性要求并不是特別高，而傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能量極其有限，因此在滿足時(shí)間精確度的要求下，設(shè)計(jì)高效節(jié)能的傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘同步算法是本文的研究重點(diǎn)。 本文概括了時(shí)鐘同步機(jī)制的應(yīng)用背景，對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)外已經(jīng)提出的傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘同步算法進(jìn)行

3、分析比較，針對(duì)節(jié)點(diǎn)能源有限的特點(diǎn)，提出了一種事件觸發(fā)型傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘同步算法。該算法由頻率偏差計(jì)算和時(shí)鐘同步兩個(gè)階段組成，通常狀態(tài)下各節(jié)點(diǎn)以自己時(shí)鐘頻率運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)基站監(jiān)測(cè)事件發(fā)生時(shí)，相關(guān)傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)線性回歸計(jì)算時(shí)鐘晶振頻率偏差，并通過(guò)同步信令的交互，估算往返時(shí)延和時(shí)間差值。仿真結(jié)果表明，和傳統(tǒng)的周期型時(shí)鐘同步算法相比，該算法在事件發(fā)生頻率較低的情況下，能夠較好的節(jié)約節(jié)點(diǎn)能量，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存期。 此外，針對(duì)數(shù)據(jù)包沖突所帶來(lái)的延遲誤差