基于WSNs矿山设备振动监测的时间同步算法研究

以无线传感器网络(WSNs)在矿山机械设备健康感知中的特殊应用为背景,研究了煤矿生产环境下需要的特殊感知网络结构,并构建WSNs的树形采集网络模型。在构建的模型下研究参考广播同步(RBS)算法。针对现有算法在建立时间同步时能耗较大和同步收敛时间长的问题,提出了改进的RBS(IRBS)算法。仿真分析发现改进算法能明显减少同步过程中的能量消耗和同步收敛时间。     

WSN/WSAN中的时间同步算法研究

无线传感器网络实现了人类对现实世界的观测,由于网络中节点可以单独监测,因此在这样的网络中节点间需要时间同步,以确定事件发生的顺序。阐述了WSN时间同步的相关问题,并从同步报文传递方式的角度详细介绍了几种时间同步算法;从定性和定量两个方面对算法进行了比较。在此基础上,针对WSAN的新特点提出算法融合的设计思想。     

基于虚拟时间戳的WSN时间同步算法

通过对无线传感器网络时间同步算法的研究,提出了一种基于虚拟时间戳的时间同步算法——VTSP算法。VTSP算法中,各节点维护自身的虚拟时间戳,父节点发送一个周期性的信标信号,子节点根据该信标信号进行时间同步调整和刷新操作,从而达到节点之间的同步性。数据通信往往是子节点与父节点之间的直接通信,因此只要同类子节点之间能够达到同步性就能够保证数据通信的稳定可靠。实验结果表明,VTSP算法具有良好的时间同步精度和数据通信效率。     

基于最优线性拟合的WSN时间同步算法研究

针对传感器网络应用对节点同步精度要求高、通信开销小等需求,研究一种基于最优线性拟合的时间同步算法。在分析FTSP算法的基础上,通过节点分级策略,减少同步分组数据传输量,并引入概率统计学中参数估计理论改进线性回归算法,减小异常数据点对同步精度的影响,延长节点同步时间。实验结果表明:该算法能有效减少同步通信开销,实现高精度的时间同步,同步误差在μs级。     

WSN中时间同步技术发展研究

针对无线传感器网络WSN重要技术之一的时间同步技术研究了几种时间同步技术的实现过程。典型同步技术应用于大规模无线传感器网络时鲁棒性和可扩展性受到限制,在此基础上重点研究新的同步技术——协作同步和萤火虫同步。协作同步解决了多跳误差累积的情况;萤火虫同步机制简单,平等对待各个节点,可扩展性和鲁棒性优越。通过对国内外学者的研究成果进行探讨总结,指出了未来时间同步技术的研究重点和方向。     

能量高效的WSN时间同步算法

本文主要研究了无线传感器网络时间同步技术,针对传感器网络能量有限的特点,提出了一种能量高效的时间同步算法EETS（Energy Efficient Time Synchronization）. 它采用分层成簇的策略,将网络节点划分为主次两种网络,分别使用TPSN算法和DMTS算法的思想进行时间同步,从而降低了算法复杂度,减少了通信量. 仿真结果表明,与TPSN算法相比,该算法在一定程度上降低了网络能耗,有效延长了网络的生命周期.     

选煤厂设备监测中时间同步算法研究

分析了适用于选煤厂设备采集的RBS时间同步算法,针对其建立同步时能耗较大和同步收敛时间较长的问题,提出了改进的RBS时间同步算法IRBS。利用无线通信能耗模型对IRBS算法和RBS算法进行了测试分析,测试结果表明,IRBS算法能明显减少同步过程中的能量消耗和同步收敛时间。     

无线传感器网络时间同步技术研究

时间同步技术是无线传感器网络的一项重要技术,它对无线传感器网络中许多技术的实现具有重大意义.有限的电池能量,存储以及带宽限制等传感器固有特性的存在,导致传统的时间同步算法不适合无线传感器网络.具体介绍了现有的无线传感器中的一些时间同步问题和时间同步算法,并对其具体特性进行了深入的分析比较.     

萤火虫时间同步算法的拥堵避免机制研究

针对多机器人中分布式萤火虫时间同步方法在网络接近同步时,导致同步报文冲突,加剧导致信道拥堵等问题,提出了一种萤火虫时间同步算法的拥堵避免机制,采用简化相位模型进行同步,并将耦合信号随机分布在整个相位增长过程中,有效解决了通信报文冲突的问题。最后通过仿真实验验证了同步策略的有效性,证明了其在高节点密度网络环境中能够加速同步进程,极大地缓解报文冲突,取得良好的同步效果。     

WSN中动态分簇时间同步算法的研究

提出了一种动态分簇时间同步算法(DCTS),首先针对无线测距网络的特点,传输数据量较少,簇首节点无需进行大量数据融合情况下,对LEACH分簇路由算法进行改进,提出了GLEACH分簇路由算法,并使用GLEACH分簇路由算法将整个网络分成不同的簇,以基站与簇首节点为参考节点,采用类似于TPSN双向同步机制,逐级同步,实现全网的时间同步,结合了动态分簇算法,均衡了整个网络的功耗,克服了TPSN算法中参考节点负担过重,而导致某些节点过早的死亡,实验结果表明,新的同步算法有效的提高了整个网络的生存时间与同步精度。     

面向煤矿井下WSN低功耗双向时间同步算法 研究与实现

针对传统时间同步算法通过交换较多数据包来获取同步精度而导致能耗过大的现象,结合煤矿井下网络结构的特殊性,在分析双向成对同步机制和单向广播同步机制基础上,利用广播传输特性将2种机制有效结合起来,提出一种基于簇状结构的主被动式低功耗双向时间同步算法。实验表明,基于簇状结构的主被动式同步方式可有效解决传统双向报文交互频繁的问题,在误差允许范围内达到减少消息开销和平衡整个网络能量损耗的目的。     

多层动态分簇的WSN时间同步算法

无线传感器网络受多跳传输延迟和节点中的晶振准确度的影响,造成时间同步误差较大.为了减小同步误差,传统解决方法提高了同步算法的频率,这使得算法面临两个问题:①通信能耗较高;②精度与能耗之间的不平衡.针对以上问题,结合单向广播机制和双向成对机制,提出一种多层动态分簇的无线传感器网络时间同步算法.采用节点分层策略减少了同步通信开销;采用同步误差补偿机制降低了算法同步误差的影响,使用时钟补偿机制减少了传感器节点运行的累积误差.实验测试表明:在保证精度的前提下,本算法降低了同步次数,减少了同步通信开销,从而延长了网络的生命周期.     

基于分簇的低功耗多跳WSN时间同步机制

针对典型同步算法中同步开销大的问题,提出一种基于分簇的低功耗时间同步机制(LCTS),将单向广播同步和双向成对同步机制相结合,在分级网络的基础上给出一种分簇算法,将LCTS扩展到多跳网络中,并对时钟漂移进行估计和补偿。仿真结果证明,该机制在不引起同步滞后的前提下,能减少同步报文开销,保证良好的同步精度。     

嵌入路由报头的无限传感器网络时间同步算法

提出一种嵌入路由报头的低功耗时间同步算法,该算法将时间同步集成到消息的路由报头中,通过在发送和接收端在路由消息上加盖精确的时问戳实现同步,从而消除了周期性时间同步消息的传输,减小了能量开销。仿真实验结果证明了该算法的有效性。     

无线传感器网络比对广播时间同步算法

针对无线节点自身资源有限的特点,结合比对同步方法和广播方法,提出了一种低开销的比对广播时间同步算法(PBTS).该算法中,主节点通过与其广播域内任意一个从节点进行分组比对交互获得主从节点分组延迟时间,并利用无线信道的广播特性实现主节点广播域内所有节点的时间同步,减少了同步分组数量.同时该算法设计了分组延迟时间更新周期因子,增加了算法的可配置性,进一步减少了同步过程开销.性能分析表明该算法能有效的减少同步过程开销,并能获得较高的时间同步精度.最后通过实验验证了该算法的性能.     

一种低功耗无线传感器网络时间同步算法

间同步对无线传感器网络的应用至关重要,为提高同步精度,多数算法都以较多的消息交换或复杂的计算为代价来达到这一目的,因而能耗较大.为减少时间同步的消息交换开销,节约节点能量,提出了一种简单低功耗时间同步算法,该算法结合了单向广播同步机制和双向成对同步机制,有效利用网络中节点的广播信息,使网络中节点单跳广播域内只有一个下层节点与之进行双向成对同步,从而达到了减少消息开销和节约能量的目的.最后通过仿真验证了该算法的性能.     

无线传感网络时间同步研究进展与分析

简要阐述近年来无线传感网络时间同步算法的发展情况和影响无线传感网络时间同步的因素后,重点介绍了目前几种比较典型的时间同步算法,并对其精度、功耗以及各自的优缺点进行了较详细的分析.在特定的网络中,应该对精度与功耗进行折中考虑.最后探讨了未来可能的发展方向.     

网络实时系统端对端的时钟同步研究及算法实现

针对端对端的实时网络控制系统，提出一种端对端时钟同步算法ETSA(End to end Time Synchronizaiton Algorithm)．本文提出的时钟同步算法采用一种新的时钟同步原理，通过TCP/IP协议，能够达到较高的时钟同步精度，同时实现起来简单、便捷．理论分析和网络实验验证了所提时钟同步算法的有效性．     

分布式测试系统时间同步技术的研究

分布式测试系统是集计算机控制技术、网络通信技术与多传感器信息融合技术于一体的复杂测控系统;与独立测试系统不同,在网络化分布式测试系统中,各测试装置需按通信协议与网关节点通信以完成相应的测试;不同测试装置在接收网关节点发出的信号时,由于传输距离不同会引起时延差;如果系统中的各个测试装置不具备统一的时间基准,那么得到的测试数据因为时钟差异将无法反映出信息的真实情况;因此,整个网络中所有测试装置需要保持时间同步;针对分布式测试系统时间同步的需求,对信号传输过程中的时延问题进行了研究,提出了一种基于FPGA的时延测量方法,对这种软硬件结合时延测量方法的实现原理进行了详细阐述,并进行了功能仿真及试验验证。