無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點時間同步技術(shù)研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wirele Sensor Networks，WSN）時鐘同步是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一項重要支撐技術(shù)，無線傳感器研究的很多方向都涉及到節(jié)點時間同步技術(shù)，如節(jié)點數(shù)據(jù)融合、節(jié)點動態(tài)定位、節(jié)點狀態(tài)切換等。設(shè)計實現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點時間同步是本文的研究重點。 論文在介紹WSN基礎(chǔ)協(xié)議和現(xiàn)階段研究狀況基礎(chǔ)上，設(shè)計實現(xiàn)了一種基于JN5121模塊的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，詳細(xì)描述了電源模塊、核心CPU模塊、傳感器模塊、存儲模塊和GPS

2、模塊的設(shè)計原理和相應(yīng)的接口軟件以及節(jié)點組網(wǎng)軟件設(shè)計總流成。論文列舉了目前幾種常見的時間同步協(xié)議，并比較他們之間的優(yōu)缺點。根據(jù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用特點，規(guī)劃設(shè)計了部分節(jié)點采用GPS絕對校時、端節(jié)點采用TPSN分層相對校時的同步機(jī)制。論文給出了GPS授時原理，分析了基于GPS的1PPS技術(shù)的全能節(jié)點授時的原理和精度指標(biāo)，設(shè)計采用內(nèi)部晶振與1PPS脈沖對準(zhǔn)的方式以達(dá)到100us的定時精度并給出了詳細(xì)的實現(xiàn)過程。對于不具備絕對校時功能的節(jié)點，論

3、文采用網(wǎng)絡(luò)全局同步和局部區(qū)域/節(jié)點相結(jié)合的機(jī)制以達(dá)到最小的能源消耗。網(wǎng)絡(luò)全局同步指在必要的時刻，由中心發(fā)起時間校準(zhǔn)命令，所有的活動節(jié)點將分別采用GSP或TPSN算法進(jìn)行全網(wǎng)的時間同步；區(qū)域同步是指當(dāng)休眠節(jié)點喚醒后，在節(jié)點入網(wǎng)探測階段主動發(fā)起并采用TPSN時間同步協(xié)議進(jìn)行校時。論文設(shè)計的節(jié)點時間同步機(jī)制在保證節(jié)點時鐘精度的同時，盡可能降低節(jié)點工作時間從而達(dá)到降低功耗的目的。文中還給出了TPSN時間同步協(xié)議的原理、精度影響因素及在全局網(wǎng)絡(luò)和