无线传感器网络的时间同步算法误差分析

消息传输过程中的非确定性延迟是影响无线传感器网络时间同步精度的主要因素。对现有时间同步机制进行分类研究，根据消息传输过程中的延迟分解，详细分析了不同类型时间同步机制的误差。无线传感器网络需要结合特定的应用场合，根据精度要求高低和应用期限等，研究开发满足不同需要的同步机制。     

无线传感器网络节点周期性休眠时间同步研究

为了实现无线传感器网络节点的有效时间同步,采用了OMNeT＋＋仿真工具,并改进了TPSN算法,提出了一种无线传感器网络节点周期性休眠时间同步算法。算法分为发现及收集子节点信息和节点同步两个阶段,实现了对无线传感器网络节点的实时精确时间同步。仿真结果表明,该时间同步算法能实现对网络节点十分准确的同步。     

无线传感器网络时钟同步技术综述

时钟同步是无线传感器网络的一项重要支撑技术.介绍了影响时钟同步的主要因素和应该考虑的几个方面问题,并对现有几类主要同步算法作了介绍.     

一种面向小型无线传感器网络同步算法

在分析无线网络同步问题的基础上,针对小规模无线传感器网络的应用特点,结合已有的RBS算法,提出了一种分布式网络模型下的时钟同步算法,并设计实验平台,通过实验验证了其可行性和有效性。该算法适用于数据采集和定位系统。     

生产监控的嵌入式无线智能传感器网络的开发

针对传统的生产监控存在浪费和效率低下等问题,在IEEE802．15．4无线通信协议的基础上,根据系统低功耗的需求,设计并实现了与生产监控软件相配套的具有两级结构的新型无线智能传感器网络,它能完全反馈终端设备所有信息;在软件设计中采用了一个简单的多任务操作系统,并在无线通信协议中定义了两个无线通信信道：一个用于数据;另一个用于控制、仲裁和时间同步。实验结果证明,该方法简单易行,既能保证设备的生产效率,又能获得满意的数据传输准确率和数据传输速率。     

无线传感器网络中延迟补偿的分布式时钟同步算法

时钟同步为无线传感器网络中的节点处理分布式任务提供了一个共同的时间参考,无线传感器网络需要精确的时钟同步来保持数据的一致性和协调性,但是同步过程中的不确定性延迟会严重干扰同步参数的计算.为了消除消息延迟的不确定性对时钟同步的影响,本文考虑高斯分布的消息延迟,建立了新的时钟同步模型,并基于卡尔曼滤波和分布式时钟同步算法,...     

机械振动 WSN 比例补偿跨层同步采集触发方法

针对机械振动无线传感网络同步采集中的同步触发精度低问题,提出了一种比例补偿跨层同步采集触发方法。首先,基于跨层同步架构设计超宽带机械振动无线传感器网络节点,分析采集节点实际采集时钟构成;然后,使用单一硬件定时器作为采集控制时钟,跨层获取同步信息并进行同步触发延时控制;最后,根据周期性同步信息建立节点间的时间比例模型,根据采集节点上行链路时间比例对同步触发延时进行比例补偿,减小同步采集触发误差。实验结果表明,所提方法在单跳网络中同步采集触发误差均值为20 ns,最大值为50 ns,在两跳网络中同步采集触发误差均值为37 ns,最大值为76 ns,有效提高了机械振动无线传感器网络同步采集触发精度。     

基于混合汇聚节点的无线传感器网络数据收集方法

在固定传感器网络中加入移动汇聚节点能降低整个网络的能量消耗、延长网络生存时间、增加网络容量。考虑网络中固定与移动汇聚节点共存的工作模式,提出了一种数据收集方法：在兼容网络原有固定汇聚节点模式的同时支持一个到多个移动汇聚节点,移动汇聚节点定期向其附近小范围内的传感器节点扩散自己的存在信息,传感器节点向离自己跳数最小的汇聚节点发送或者转发数据包。距离移动汇聚节点一跳的传感器节点通过应答-超时重传的方法来保证到移动汇聚节点的可靠数据传输。仿真研究表明：相对于传统固定传感器网络,使用该方法能够大幅度延长网络寿命(正常流量情况下延长600%以上,大流量情况下延长350%以上);在网络高负载时最高数据传输成功率能达到91%,比节点全静止时提高了8.3倍,最低数据传输延迟仅为46.5ms,比节点全静止时减小了92%。     

无线传感器网络质心和DV-Hop混合定位算法研究

无线传感器网络(wireless sensor networks)作为一种重要的信息获取和处理技术,可以在广泛的领域内实现目标监测、信息采集和目标追踪等任务,节点定位是无线传感器网络的重要支撑技术之一.而传统的定位算法具有定位误差大或定位率低的缺点.在对质心定位算法和DV-Hop定位算法的原理进行深入分析的基础上,提出...     

浅谈无线传感器网络技术

无线传感器网络是信息技术的前沿和交叉领域,集计算机、通信、网络、智能计算、传感器、嵌入式系统、微电子等多个领域于一身,它将大量的多种类传感器节点组成自治的网络,实现对物理世界的动态智能协同感知。     

Study of consensus-based time synchronization in wireless sensor networks

Recently, various consensus-based protocols have been developed for time synchronization in wireless sensor networks. However, due to the uncertainties lying in both the hardware fabrication and network communication processes, it is not clear how most of the protocols will perform in real implementations. In order to reduce such gap, this paper investigates whether and how the typical consensus-based time synchronization protocols can tolerate the uncertainties in practical sensor networks through extensive testbed experiments. For two typical protocols, i.e., Average Time Synchronization (ATS) and Maximum Time Synchronization (MTS), we first analyze how the time synchronization accuracy will be affected by various uncertainties in the system. Then, we implement both protocols on our sensor network testbed consisted of Micaz nodes, and investigate the time synchronization performance and robustness under various network settings. Noticing that the synchronized clocks under MTS may be slightly faster than the desirable clock, by adopting both maximum consensus and minimum consensus, we propose a modified protocol, MMTS, which is able to drive the synchronized clocks closer to the desirable clock while maintaining the convergence rate and synchronization accuracy of MTS.     

一种低开销的双向时间同步算法

时间同步作为无线传感器网络的关键技术之一,得到越来越广泛的关注.提出了基于簇结构的主动和被动结合的双向同步算法,基于簇结构的双向同步方式解决了传统双向同步报文交互频繁的问题,通过最大似然估计校正节点间的相位偏差和频率偏差,使得同步算法获得较高的同步精度和相对较少的报文开销.最后通过仿真和物理实验验证了算法的有效性.     

面向实时监测的无线传感网低功耗通信策略

现场监测是无线传感网的主要应用领域之一,具有部署周期长、节点电池供电、感知数据实时上传等特点。针对此类数据采集应用的特点,提出了一种基于前导序列唤醒机制的媒体访问控制(MAC)层调度策略。通过对数据上传路径的节点唤醒时间的协调调度,减小了发送节点前导序列的长度,降低了节点的能耗和信道竞争的开销,提高了异常数据上传的实时性。对于多跳树形网络,本策略与现有的低功耗MAC协议进行了能耗分析对比。通过仿真和实验,验证了本策略的有效性,在保证数据实时性和投递率的同时,大大提高了网络寿命。     

无线传感网贝叶斯目标跟踪定位算法

提出一种贝叶斯目标跟踪定位算法。针对问题模型,进行网络拓扑结构建立,采用贝叶斯方法对目标下一位置区域进行预测,从而对目标进行跟踪优化,实现选取合适的定位参与节点。通过实验仿真表明,该算法能够有效实现目标节点的跟踪定位。     

无线传感器网络动态加权DV-Distance算法

无线传感器网络DV-Distance定位算法,采用未知节点与锚节点间的累计跳段距离代替欧式距离计算节点位置,存在较大的定位误差.针对这一问题,提出一种动态加权DV-Distance改进定位算法,基于未知节点的修正模式,保证定位网络中每个未知节点具有不同的修正系数;通过动态加权修正模型,用锚节点间距离、跳数等信息计算修正系数,采用动态加权的方法将不同方向上的修正系数进行整合,修正未知节点与锚节点间累计跳段距离,提高算法的定位精度.通过仿真验证了算法具有更高的定位精度;并进一步通过实验验证了算法的有效性和可行性.     

无线传感器网络瓶颈节点判断及路由方法研究

针对无线传感器网络中存在的由于其失效导致网络节点割裂成互不连通的各部分的瓶颈节点问题,从一类准瓶颈节点角度出发,提出了基于节点间连通关系的聚类划分方法.在此基础上,建立了瓶颈节点的判断方法,进而从均衡节点能耗的角度,提出了基于最小跳数多路径选择的减轻准瓶颈节点和瓶颈节点影响的路由方法.仿真结果表明,应用这些方法的传感器网络,不仅能够有效的判断瓶颈节点,而且能够均衡准瓶颈节点和位于瓶颈节点前的汇聚节点的能耗,从而延长网络寿命.     

基于无线声阵列传感器网络的实时多目标跟踪平台设计及实验

介绍了一套自主开发和实现的无线声阵列传感器网络多目标跟踪平台.在相关的多目标跟踪技术的基础上,结合无线声阵列传感器网络的特点,对系统平台的工作流程进行了整体设计并实现了相关算法模块,并在该平台下进行了多目标跟踪实验.实验中利用随机部署在实验区域中的多个声阵列传感器实现了对多个目标实时跟踪,同时还根据实验数据的分析建立了多目标下声阵列传感器的量测模型,并展示了平台下多目标跟踪实验的总体效果及各支撑模块的性能分析.实验表明该平台的设计达到预期要求,是无线声阵列传感器网络在多目标跟踪领域的前沿研究和实践.