基于分簇型無線傳感器網絡時間同步機制的研究.pdf

1、無線傳感器網絡是一種傳感器節(jié)點廣泛部署在監(jiān)測環(huán)境中，能夠自動感知采集信息，并將信息按照網絡設計的要求進行數據處理而后傳遞給網絡監(jiān)控者的新型網絡。近年來，隨著微傳感器技術、計算機技術和無線網絡技術的迅速發(fā)展，無線傳感器網絡成為一個廣受國內外研究者關注的新興研究領域。
　　 時間同步技術是無線傳感器網絡重要的基礎組成部分。時間同步機制性能的優(yōu)劣直接關系到無線傳感器網絡中相關技術能否正常運行。同時，對于面向應用對象的無線傳感器網絡來說

2、，缺乏精確時間的信息是毫無用處的。已經在傳統(tǒng)互聯網領域廣泛應用的NTP時間同步協(xié)議和GPS時間同步技術由于受到無線傳感器網絡自身條件的約束，不能直接適用在無線傳感網絡中。因此，時間同步機制成為廣大無線傳感器網絡研究者重點關注的熱點。
　　 本文在重點分析了幾種現行經典的時間同步算法。較多的時間同步算法適用在單跳網絡中，時間同步精度也達到了微秒級。但是隨著無線傳感器網絡技術的發(fā)展，大規(guī)?；厝怀蔀樵摷夹g的發(fā)展趨勢。但是，現有的多跳

3、網絡中的時間同步機制是在犧牲部分傳感節(jié)點的能耗基礎上提高網絡的時間同步精度。因此，如何在較低的能量消耗基礎上，提高多跳網絡的時間同步精度成為本文的研究課題。
　　 本文提出了一種基于分簇型網絡結構的多跳無線傳感器網絡時間同步算法，在該算法中，主要做了以下工作:
　　 1.提出一種基于LEACH算法的優(yōu)化拓撲結構控制算法，在該算法中，重新設計了簇首節(jié)點的選取閾值，并提出了助理簇首節(jié)點的概念及選取閾值，同時根據簇首節(jié)點的剩余

4、能量設定簇首節(jié)點工作時間門限值。通過優(yōu)化拓撲控制算法，均衡了簇首節(jié)點的能量消耗，提高網絡的能量利用率，避免了簇首節(jié)點在同步過程中因能量消耗過多而失效;同時也降低了無線傳感器網路的跳數，避免了時間同步誤差隨著網絡跳數的增加而積累。
　　 2.在算法的時間同步階段，同時采用雙向時間同步機制和單向廣播時間同步機制，降低了時間同步消息的時間延遲，提高了時間同步精度。
　　 3.最后，本文對優(yōu)化拓撲結構控制算法和時間同步算法進行了