无线传感器网时间同步算法的比较

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1、第28卷第4期江西科学Vo1．28No．42010年8月JIANCXISCIENCEAug．2010文章编号：100l一3679(2010)04—0520—04无线传感器网时间同步算法的比较刘晓璐，周书民(东华理工大学信息工程学院，江西抚州344000)摘要：随着无线传感网的应用领域不断扩大，基于无线传感网的时间同步协议已经受到越来越多的研究人员的关注。以时钟模型为基础，就几种经典的无线传感器网时间同步协议，根据协议的原理分析了这几种协议的误差来源；并对萤火虫同步算法的原理‘‘t-了论述，这种算法是通过

2、由脉冲耦舍振荡器发出的一系列脉冲信号来改变节点振荡器的相位，从而达到同步。为今后时间同步协议精度和效能的研究提供了一定的参考。关键词：无线传感器网；时间同步；萤火虫算法；同步精度中图分类号：TP393文献标识码：AComparisonwithTimeSynchr0nizatiOnAlgorithmsinWSNLIUXiao—lu，ZHOUShu—min(DepartmentofInformationandElectronicECIT，JiangxiFuzhou344000PRC)Abstract：Pro

3、vidingapowerfulsynchronizationsystemisoneofthemostimportantgoalstobepur—suedifaneficientutilizationofWSNhastobeaddressed．Thispaperevaluatesseveralclassictimesynchronizationprotocolsbasedonclockmodel，andpresentsthesourcesoferroronthebasisoftheirelements．I

4、ndetail，fireflyalgorithmachievessynchronizationviaaseries’ofpulsesemittedbypulse—coupledoscillators．Theconclusionsprovidesomereferenceforfuturestudyofimprovingthesynchro—nizationaccuracyandefficiency．Keywords：WSN，Synchronization，Fireflyalgorithm，Synchron

5、izationaccuracy时钟。时间同步协议为精确地调整本地时钟提供0引言了依据。无线传感器网由大量传感器节点组成，传感1时钟模型器节点负责对监测区域内的某些特定数据进行采集，并通过无线通信方式形成的一个多跳自组织在无线传感器网络中，每个节点的计时信号网络，是一种新的分布式系统。目前主要应用于一般由廉价的晶振提供。由于晶振制造工艺的差环境的监测和保护、医疗护理、军事等领域。传感别，在运行过程中又容易受到环境以及晶体老化器所获得的数据必须具有准确的时间和位置信等多种偶然因素的影响，每个晶振的频率不可能

6、息，否则采集的信息就是不完整的。此外，传感器完全一致，进而导致节点的计时速率的偏差，造成节点的数据融合、TDMA定时、休眠周期的同步等了节点时间的不一致。一般地，本地时间与标准等这些都要求传感器节点具有统一的时钟J。时间满足函数关系式：为了保持节点本地时间的一致性，必须调整本地收稿日期：2010—05—28；修订日期：2010—06—29作者简介：刘晓璐(1983一)，女，江西吉安人，在读硕士研究生，目前从事计算机网络与嵌入式系统研究工作。第4期刘晓璐等：无线传感器网时问同步算法的比较·521·本地时间

7、之前记录下本地时问t，并将本地时间c()：f(t)dt+c(f。)OJl0，改为t0+nAt+t2一t，以达到与发送者同步。其中，(t)是晶振的角频率，cc，。是晶振的标准角该协议并没有考虑到实际传播中的延迟(如频率，t是标准时间，c(￡)是标准时间为t时，节点图2)，且未对时钟偏移进行补偿，因而产生误差。的本地时间。DMTS的精度不高，但算法简单，可以满足部分无在现实的环境中，晶振的频率是不断变化的，线传感器网的时间同步需求。常用r(t)：dc(t)／dt，表述时钟的变化速率。显SendAccess发

8、送前导码发送接收tlmetime同步字数据ACK然，一个理想的时钟的变化速率应恒为1。———_'_一H发送者：‘、加．上．时标．'当C(t)=t时，表示节点i的本地时间与标“，准时间同步。t时刻的时钟偏差(ClockOffset)定义为c()一t。t时刻的时钟偏移(ClockSkew)定义为r(t)一1，记为P(t)。时钟偏差反映了一个时钟的准确性，时钟偏移则反映的是一个时钟晶振的稳定性。在一定的环境或条件下，时钟偏移图2DMTS同步算法并