無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)時(shí)間同步技術(shù)研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wirele Sensor Networks，WSN）時(shí)鐘同步是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一項(xiàng)重要支撐技術(shù)，無(wú)線傳感器研究的很多方向都涉及到節(jié)點(diǎn)時(shí)間同步技術(shù)，如節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)融合、節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)定位、節(jié)點(diǎn)狀態(tài)切換等。設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)間同步是本文的研究重點(diǎn)。 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(jì)實(shí)現(xiàn)了一種基于JN5121模塊的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，詳細(xì)描述了電源模塊、核心CPU模塊、傳感器模塊、存儲(chǔ)模塊和GPS

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

3、文采用網(wǎng)絡(luò)全局同步和局部區(qū)域/節(jié)點(diǎn)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(shí)刻，由中心發(fā)起時(shí)間校準(zhǔn)命令，所有的活動(dòng)節(jié)點(diǎn)將分別采用GSP或TPSN算法進(jìn)行全網(wǎng)的時(shí)間同步；區(qū)域同步是指當(dāng)休眠節(jié)點(diǎn)喚醒后，在節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)探測(cè)階段主動(dòng)發(fā)起并采用TPSN時(shí)間同步協(xié)議進(jìn)行校時(shí)。論文設(shè)計(jì)的節(jié)點(diǎn)時(shí)間同步機(jī)制在保證節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘精度的同時(shí)，盡可能降低節(jié)點(diǎn)工作時(shí)間從而達(dá)到降低功耗的目的。文中還給出了TPSN時(shí)間同步協(xié)議的原理、精度影響因素及在全局網(wǎng)絡(luò)和