無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的時間同步技術(shù)的研究.pdf

1、隨著通信技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)和傳感器技術(shù)的飛速發(fā)展和日益成熟，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)這種由傳感器、微處理器和無線通信接口組成的，集數(shù)據(jù)采集、融合處理和通信為一體的網(wǎng)絡(luò)，在國防軍事、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療衛(wèi)生、家庭護理、空間探索和災(zāi)難拯救等領(lǐng)域都顯示了廣闊的應(yīng)用前景，已經(jīng)引起了許多國家學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的高度重視，成為當(dāng)前國際上備受關(guān)注的研究熱點。 時間同步作為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的一項支撐技術(shù)，對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計和應(yīng)用都是關(guān)鍵的，而傳統(tǒng)的同步方法

2、NTP和GPS因復(fù)雜度和能量問題、代價以及尺寸因素都不適合傳感器網(wǎng)絡(luò)使用。由于傳感器節(jié)點受到成本、能量和體積的限制，使得無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的時間同步遇到了很多新的挑戰(zhàn)，研究適合傳感器網(wǎng)絡(luò)的時間同步方法得到國內(nèi)外傳感器網(wǎng)絡(luò)研究領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。 本文首先對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時間同步的同步必要性、同步的基本原理、以及時間同步的關(guān)鍵性因素進行分析。然后對現(xiàn)有的同步技術(shù)進行分類，深入研究了一些有代表性的算法以及前沿的同步算法，并對它們進行分析評價

3、和比較。在此基礎(chǔ)上，本文提出了一種適合密集網(wǎng)絡(luò)的簡單又節(jié)能的時間同步算法，該算法結(jié)合了單向廣播同步機制和雙向同步機制以及最小二乘法頻率估計，使得網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點單跳廣播域內(nèi)一次同步只有一個下層節(jié)點與其進行雙向成對同步，并采用在MAC層標記時間戳以及最小二乘法估計頻率達到較好的精度和較低的能量。與RBS和TPSN算法相比，該算法大大減少了時間同步的消息交換開銷，節(jié)約了能量，并具有長期收斂同步精度高的特性。通過仿真結(jié)果可以看出，該算法具有較低的消