基于PTP的多节点微震数据同步采集技术研究

为了同步微震监测系统中各分布式采集节点时钟和提高其精度,提出一种基于PTP(precision time protocol)时钟协议的微震数据同步采集设计方案。该方案将计算机时钟作为系统主时钟,以STM32为处理器,IP178CH为网卡驱动设计时钟分配器,并在其中植入PTP时钟协议,然后通过时钟分配器向网络中各采集节点周期性发送同步信号,最后通过时间偏差和网络延迟时间对每个节点的RTC时钟进行校准,使其与主时钟保持一致,从而实现了节点数据同步采集,其时钟同步精度达到了μs级。     

基于GPS的无线传感器网络时间同步技术

在无线传感器网络测试系统中,为了对测试对象进行准确的测试,时间同步技术至关重要。根据GPS授时原理,提出了利用GPS秒脉冲对同步控制系统进行触发,并无线广播同步触发信号,同时,各传感器节点通过接收同步触发信号,进行时钟同步触发、时钟校准,以及对测试事件触发的同步采集。通过验证,各传感器节点之间的事件同步触发误差为1μs左右,并具有很高的可靠性,可广泛应用于航空、航海等工程测试领域。     

一种基于Ad hoc网络测距的时钟同步协议

Ad hoc网络是一种特殊的无线移动通信系统,具有无中心、多跳等特点.结合无线传感器网络时钟同步协议RBS、TPSN和有线网络DOCSIS协议,提出了一种适合Ad hoc网络的时钟同步协议.先在Ad hoc网络上建立具有层次性的全网络结构后,以发送广播时钟同步信号的方式实现全网络节点的时钟相对同步,并通过周期性和突发性的双向测距实现和维护主从时钟节点之间精确的时间同步,以满足实际应用的要求.仿真实验表明,该时钟同步协议能满足不同时钟同步精度要求下的Ad hoc网络应用,具有低功耗和高可靠性的特点.     

基于无线传感器网络的震波采集同步协议

针对基于无线传感器网络的煤矿井巷震波超前探测系统在采集震波时,采集节点之间的晶振频偏导致采样时间误差的问题,通过建模分析了采集节点之间的晶振频偏与最大采样次数之间的量化关系,并提出了一种无线传感器网络节点的连续同步协议。该协议通过汇聚节点向采集节点发送2次广播,采集节点利用广播时间间隔进行计数,实现高精度的时钟同步。实验结果表明,采用该协议后,在5kHz采样频率、持续3s的震波采集过程中,每次采样时采集节点之间的最大采样时间误差小于2μs。     

一种分布式时钟同步技术设计

时钟同步是分布式网络内各节点设备协同工作的重要前提,网络内许多任务的完成都需以时钟同步作为基础;为了实现分布式系统中高精度的时钟同步,文章在现有的时钟同步技术的基础上,设计了一种分布式时钟同步技术,以北斗卫星授时技术作为主同步机制,单向时钟同步技术作为辅助同步机制;即在正常情况下网络中的节点设备利用北斗卫星进行授时,而在无法顺利接收北斗授时信号的少数情况下,节点设备之间利用单向时钟同步技术完成时钟同步,两者结合共同实现不同情况下高精度的时钟同步;在LabVIEW编程环境下设计仿真程序对方案进行验证,结果表明,该方案可以实现分布式系统中的时钟同步,方案的可行性可以得到验证,然后通过进一步的误差分析可知,误差处在一个可接受的范围内.     

无线传感器网络低功耗多跳广播时钟同步算法

为满足无线传感器网络低功耗的要求,提出一种双广播域同步的低功耗多跳广播时钟同步算法。该算法基于接收端-接收端同步机制,通过一对已同步节点间对等广播消息,只需多发送一次消息,即可将该对节点的同步范围扩大为两广播域的并集,并采用双根节点的层级结构将算法扩展到全网络范围。OMNeT++仿真结果表明,与MBS算法相比,该算法能有效降低全网络同步需要传输的报文个数。     

车联网中基于距离的多转发者广播协议

为实现安全信息在车载自组织网络中快速、有效的传播,提出一种基于距离的多转发者广播协议.将上一跳转发节点信号边缘处的节点作为最优转发节点,以增加单次转发覆盖新节点的数量.选择信号覆盖范围中点处节点和次接近信号覆盖范围边缘处节点作为备选转发节点,以降低因隐蔽站或车辆脱离信号覆盖范围导致转发失败的概率,并通过反向车辆存储转发广播分组恢复路由.仿真结果表明,该协议能够适应多种车辆密度的车载自组织网络,满足不同交通流密度情况下紧急信息的分发要求,降低车辆间通信的平均端到端延时和转发率,提高转发效率,并且负载上升缓慢,能有效抑制广播风暴.     

高密度且信号涵盖范围不规则的WSN广播算法研究

广播在无线传感器(WSN)协议中有着广泛的应用,但简单泛洪广播将带来广播风暴问题,在节点稠密的网络中尤为严重.借鉴DCB(double-covered broadcast)算法的节点双重覆盖思想,提出适合在节点高密度且信号涵盖范围不规则无线传感器网络的改进广播算法,简称为SDCB(sensor double-covered broadcast)算法.算法考虑在节点间不对称链路存在情况下,有效利用局部邻居节点信息减轻广播风暴,使广播有效进行,同时考虑低能量节点的处理来平衡网络耗能.最后在NS2平台上对SDCB算法进行仿真,并与DCB算法进行分析、比较.仿真结果表明,SDCB算法有较高的广播送达率、较低的节点转发率以及较低的广播时延.     

多参数家庭监护无线传感器网络平台

针对多参数家庭监护对便携性和舒适性的要求,文中提出了一种新型多参数家庭监护无线传感器网络.该系统由2个无线传感器节点和1个本地处理单元构成.节点n1通过集成的采集模块采集心电、呼吸和体温信号;节点n2采集血氧饱和度信号;本地处理单元通过蓝牙通信接收传感器节点的采样数据,进行本地处理并上传到医院监护服务器.通过原型系统验证,本系统具有体积小、电极少、可扩展性强等优点,适合家庭监护应用.     

基于ZigBee/GSM网络的节能控制系统

针对用电设备待机或插头未拔等现象,研制出一套节能控制系统,系统通过用MSP430F2132芯片设计的节点,对用电设备的电压、电流等参数进行采集,经由ZigBee送到基站;监测中心通过GSM网络与多个数据采集基站连接,获取各种参数,并对参数进行处理和分析,然后将相关信息广播到遥控终端,该终端也能够通过基站对子区域内的各节点进行控制,以实现节能及能耗分析等功能。