應(yīng)用于無(wú)線傳感網(wǎng)的時(shí)鐘同步分布式協(xié)議設(shè)計(jì).pdf

1、隨著近些年具有感知、采集、存儲(chǔ)及處理數(shù)據(jù)，以及無(wú)線通信功能的微型、低成本、低功耗、可編程傳感器設(shè)計(jì)及制造技術(shù)的發(fā)展，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在更多的領(lǐng)域內(nèi)獲得了更為廣泛的應(yīng)用。而無(wú)線傳感網(wǎng)的大量應(yīng)用都要求網(wǎng)絡(luò)中各傳感器節(jié)點(diǎn)本地時(shí)鐘時(shí)間要相同，然而低成本的傳感器芯片片上晶振會(huì)受其自身及外在因素的干擾而發(fā)生頻率上的漂移，使得網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)本地時(shí)鐘之間會(huì)產(chǎn)生時(shí)間上的偏差，故設(shè)計(jì)并實(shí)施通信及計(jì)算負(fù)擔(dān)較小的同步協(xié)議有著十分重要的研究意義。本文旨在為各傳感器節(jié)

2、點(diǎn)外部時(shí)鐘設(shè)計(jì)分布式同步協(xié)議，從而完成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的時(shí)鐘同步。本文在該研究領(lǐng)域內(nèi)的階段性成果如下:
　　1.針對(duì)時(shí)變的時(shí)鐘斜率，建立了物理及虛擬時(shí)鐘斜率模型，并基于該模型設(shè)計(jì)了時(shí)鐘斜率及時(shí)鐘時(shí)間分布式同步協(xié)議，同時(shí)給出了算法中參數(shù)的普適性計(jì)算方法。
　　2.通過(guò)結(jié)合濾波器及控制器的設(shè)計(jì)方法，在建立傳感器節(jié)點(diǎn)外部時(shí)鐘模型的基礎(chǔ)上，給出了能實(shí)現(xiàn)各節(jié)點(diǎn)外部時(shí)鐘時(shí)間及時(shí)間變化量同時(shí)同步的分布式協(xié)議。應(yīng)用該協(xié)議可使時(shí)鐘同步的實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)線

3、傳感網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)晶振頻率的變動(dòng)、數(shù)據(jù)的量測(cè)噪聲、數(shù)據(jù)丟包，以及節(jié)點(diǎn)失效等具有魯棒性。
　　3.本文中的分布式同步協(xié)議主要包括分布式同步算法的設(shè)計(jì)及應(yīng)用算法時(shí)通信機(jī)制的設(shè)計(jì)。算法中的輸入變量從理論上證明是工程上可獲得的，輸出變量也證明是工程上可實(shí)現(xiàn)的。所設(shè)計(jì)的通信機(jī)制使網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)可在不獲取網(wǎng)絡(luò)外部時(shí)間的情況下，完成分布式算法的運(yùn)行;并且，該通信機(jī)制能既能應(yīng)對(duì)網(wǎng)路中節(jié)點(diǎn)間同步通信的情況也能處理節(jié)點(diǎn)間為異步通信的情況。從而，保證了該文中分