无线传感器网络的时间同步技术研究.pdf

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1、48传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2013年第32卷第l0期无线传感器网络的时间同步技术研究甄成方一，刘文怡，苏淑靖(1．中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西太原030051；2．中北大学电子测试技术重点实验室，山西太原030051)摘要：无线传感器网络在应用于物联网、环境监测、目标跟踪等多项应用的过程中，时间同步是关键的支撑技术。对时间同步技术的原理进行了深入剖析，分析了时钟模型、同步误差来源，并介绍了同步协议的分类。着重介绍了4

2、种按需同步协议，进行了仿真实验，对协议的性能进行了对比研究。关键词：无线传感器网络；时间同步；按需同步中图分类号：TP212．9文献标识码：A文章编号：1000--9787(2013)10-0048-04’R一esearc’h0nt·i●mesync’hroni‘zat·i‘ont·ec’hno’lot~yi●nw‘irelesssens0rnetworksZHENCheng-fang’，LIUWen—yi，，SUShu—jing(1．KeyLaboratoryofInstrumentationScie

3、nce&DynamicMeasurement，MinistryofEducation，NorthUniversityofChina，Taiyuan030051，China；2．KeyLaboratoryofScienceandTechnologyonElectronicTest&Measurement．NorthUniversityofChinaTaiyuan030051，China)Abstract：Timesynchronizationisakeysupposingtechnologyinmanya

4、pplicationsprocessofwirelesssensornetworks(WSNs)，suchastheInternetofthings，environmentalmonitoring，targettracking，andSOon．Theprincipleoftimesynchronizationtechnologyiselaboratedindetail，themodelofclock，synchronizationerrorsourcesareanalyzed，andthesynchro

5、nizationprotocolclassificationisintroduced．Fourkindsofon—demandsynchronizationprotocolareemphaticallyintroduced，takeacomparativestudyonperformanceofprotocolbysimulationexperiments．Keywords：WSNs；timesynchronization；on—demandsynchronization0引言不同的要求。本文对现有的时

6、问同步进行了理论分析、综无线传感器网络(WSNs)是当前国内外备受关注的新述对比，列出了同步协议的分类和误差来源。重点阐述了兴研究热点领域，它由多学科高度交叉而成，能够通过各类几种按需同步的原理并进行了仿真实验，最后提出了后期集成化的微型传感器节点，协同完成检测、感知和采集各种研究方向。环境信息，并对信息进行处理。无线传感器网络由分布式1同步时钟模型自治空间节点组成。每一个节点都配备多只传感器、无线传感器网络中节点本身的时钟来自于对自身晶振中断通信装置、控制单元和能源模块，可广泛应用于军事应用、计数的实

7、现。晶振的频率误差和初始计时时刻不同，使得智能农业和环境监测、医疗健康、家庭智能应用、物联网等节点本地时钟不同步，如果能估算出本地时钟与物理时钟等领域。的关系，就可以构造对应的逻辑时钟以达成同步。目前的时间同步是无线传感器网络的一项重要支撑技术，影逻辑时钟同步算法的精度已经达到ls，可以满足传感器响传感器网络自身协议的运行和应用，如标记数据采集时网络中绝大部分应用的需求。首先，分析节点的本地时钟间、协同休眠、定位、数据融合等都要求网络中节点的时钟模型和逻辑时钟模型。保持同步。无线传感器网络应用的多样化使

8、得时间同步成在计算机系统中，时钟通常采用晶体振荡器脉冲来度为一个关键性的基础服务，同时也给时间同步提出了诸多量，即收稿日期：2013-03-20{基金项目：国家“863”计划资助项目(2011AA0404040)50传感器与微系统第32卷4典型的请求式同步算法时刻收到从A发来的数据以后，使用T—ETA来估计节点B自从2002年以来，无线传感器网络领域的时间同步算的事件发生本地时间。法被广泛研究J，由于节能和节源性能，请求式时间同步由于RIT