无线传感器网时间同步算法的比较

随着无线传感网的应用领域不断扩大,基于无线传感网的时间同步协议已经受到越来越多的研究人员的关注。本文以时钟模型为基础,介绍了几种经典的无线传感器网时间同步协议,根据协议的原理分析了这几种协议的误差来源。并对萤火虫同步算法的原理做了特别介绍,这种算法是通过由脉冲耦合振荡器发出的一系列脉冲信号来改变节点振荡器的相位,从而达到同步。本文的结论为今后时间同步协议精度和效能的研究提供了一定的参考。     

基于耦合振荡器模型的WSN时间同步算法——以ZigBee网络为例

提出了一种基于耦合振荡器模型的ZigBee网络时间同步算法,解决了ZigBee网络数据采集过程中的延迟,使得整个ZigBee网络趋于同步,提高了系统的时间精度。该研究引入不应期的方法解决延迟节点重复激发的问题,分析模型的可行性,以及模型中各个参数对同步精度的影响。通过基于耦合振荡器模型的线性动态函数,解决经典模型中计算量过大的问题。通过测试平台上的实验,验证了算法的可行性。     

无线传感器网络时间同步算法误差分析

时间同步是无线传感器网络应用的重要组成部分,传感器数据融合、传感器节点自身定位等都要求节点间的时钟保持同步.本文以时间同步的基本原为出发点分析了基于发送者-接收者交互模型的时间同步过程及其误差.为无线传感器网络间同步机制设计和分析提供一定的理论依据.     

节点运动的脉冲耦合无线传感器网络同步探析

近年来,随着科技发展水平的显著提升,在全球传感器技术领域中,无线传感网络占据着甚为关键的应用地位,其重要性不容忽视,其中,无线传感器网络节点定位算法可作为重要的支撑技术。在此,本文将针对节点运动脉冲耦合无线传感器网络同步问题进行简要分析探讨。     

移动式脉冲耦合振荡器实现动态WSN时间同步

针对无线传感器网络WSN（Wireless Sensor Network）中移动式传感器的广泛应用,考虑到传统时间同步模型受运动方向、速度和通信距离等因素的限制,提出将移动式脉冲耦合振荡器（MPCOs）模型应用到二维动态的相互交互平面WSN当中,研究一种动态WSN的时间同步方法。为提高时间同步方法的收敛速度,分析传感器节点数、耦合强度、速度、通信半径对所提时间同步方法收敛速度的影响,得出收敛速度与传感器节点数、耦合强度、速度、通信半径成正比的结论。通过得到最优参数实现网络最优化使同步收敛时间最快,达到降低能耗和信息损耗。通过数值仿真验证了所提方法的有效性。     

基于分簇的无线传感器网络时间同步算法

时间同步是无线传感器网络中一个重要支撑技术,为了提高时间同步精度,提出了一种基于分簇的无线传感器网络时间同步算法;在部署无线传感器网络的初期阶段,建立簇状拓扑结构,首先是基站与簇首节点实现同步,然后簇内实现同步,最终建立一个全网统一的时钟,在同步过程中,采用了成对节点间的同步算法,很好利用了多信道广播方式;该算法能很好地满足无线传感器网络低能耗的要求;性能分析和实验结果表明,该算法减少了同步层次,提高了同步精度。     

同步精度稳定的多跳无线传感器网络时间同步算法

对无线传感器网络时间同步精度稳定性进行了研究，给出了OTSP算法中影响多跳同步精度的因素，在此基础上提出了一种新的同步精度稳定的算法。该算法估算出了不同节点间的晶振频率偏差，并使得多跳网络中的每个节点都能精确地同步到时间基准节点。实验结果证明该算法在同步精度的稳定性方面优于OTSP算法。     

无线传感器网络延迟层次型时间同步算法

时间同步在无线传感器网络的许多应用和协议中都有重要的作用,提高同步精度和降低能量消耗是无线传感器网络时间同步算法考虑的两个重要指标.为了改善中小型网络的时间同步性能,针对成簇的网络结构,提出一种基于分簇的延迟层次型时间同步算法(DHTS),建立系统模型并应用DHTS算法,分析了模型拓扑结构和算法同步误差.模拟结果表明,与传统算法相比,DHTS使所有的节点都得到了有效同步,能够在保证网络同步精度的前提下有效降低数据传输所需能量,并且能方便地应用于现实的无线传感器网络.     

带移动节点的无线传感器网络时间同步方法

为提高无线传感器网络中节点间时间同步的精度并且降低节点能量消耗,提出了一种基于移动节点与静态节点混合网络的时间同步方法.先建立一个带移动的节点的分簇网络结构,再结合发送者一接受者与改进的发送者一发送者两种同步模型从多个移动节点同时发起同步.通过数学分析和仿真得出该同步方法在同步时间精度和节点节能方面具有良好的性能.     

一种低开销的无线传感器网络时间同步算法

低开销是无线传感器网络时间同步算法的重要技术要求之一.为了降低同步过程中的通信开销,提出了一种基于部分广播的低开销无线传感器网络时间同步算法.算法基于TPSN算法的分层思想,利用节点的距离信息,选撵当层节点的部分相邻节点进行下一层的等级广播,从而有效地降低同步过程中的通信开销.分析了在不同的网络节点密度下广播信息包数与等级广播距离的关系,得到了不同网络节点密度下的最优等级广播距离.仿真结果表明,与TPSN算法相比,在相同的同步精度下,算法能显著地降低高密度无线传感器网络时间同步的开销.     

基于 ROS 改进算法的无线传感器网络耗能研究

成对广播同步（PBS）是无线传感器网络同步研究的重要协议。无线传感器节点具有体积受限、通信能力有限、存储空间较低、能量有限等特点,对传统的时钟同步协议改进是非常有必要的。因此,研究无线传感器网络的时钟同步算法将具有重要的意义。文章建立在仅接收端（ROS）同步基础上实现范围广阔的网络同步,并且能够在无线传感器网络节点的能耗方向有着不可忽视的作用。通过对单簇网络同步的研究,提出多簇网络同步并对多簇网络同步在无线传感器网络同步中全网成对选择算法（NPA）和基于组的成对选择算法（GPA）做出研究,并且做出了仿真对比。结果显示：在传感器节点数目较少的情况下,NPA 算法与 GPA算法处理消息包数目的性能几乎相同;在网络中传感器节点数目比较多的情况下,GPA 算法明显优于 NPA 算法,信息处理过程中大大减少了消息包数目。最后,对广播同步技术在应用中所出现的问题,提出了基于此算法的新的研究方向。     

异步网络中萤火虫同步改进算法研究

根据对频率同步网络中的时间同步技术的研究,现提出一种频率异步网络中的加窗耦合算法。该算法主要基于M S模型,网络拓扑中节点的相位增量摒弃传统萤火虫同步中的‘遇激则增’原则,通过加窗来筛选脉冲,进而实现节点相位突变;对于已同步的节点集合,采用周期最值原则,最终实现全网节点的频率和相位全同步。应用数学几何原理对该算法的同步性能进行了理论分析,最后通过仿真实验验证本方案,实验结果表明在频率异步网络中,该算法实现了全同步,符合预期分析。     

一种基于多普勒效应的水下无线传感器网络时间同步机制

时间同步是无线传感器网络的基础问题。电磁波在水下环境的传输衰损极大,为此水下无线传感器网络通常采用超声波实现信息传输。由于超声波较低的传输速率和传感器节点在水中的运动,必将导致严重的信号传输延迟。构建了一种基于多普勒效应的水下无线传感器网络时间同步机制,通过检测接收到的超声波频率变化来实现时间同步校正。基于MATLAB实现了该同步算法的仿真。实验结果显示,传感器的采样时间间隔越短,移动速度越快,在水中所处的深度越小,整个系统的同步性越高。     

无线传感器网络中时间同步方法的研究

无线传感器网络集通信,电子和网络技术于一体,成为一种全新的信息获取和处理技术,有着广泛的发展前景.由于无线传感器网络的分散性,时间同步方法成为一项重要的技术.而现有的时间同步协议交换信息过多导致消耗能量过多,或者需要高层处理.为改进这种缺陷,提出一种基于脉冲耦合机制的同步方法,有效地除去了高层干扰,通过物理层的交互作用达到时间同步,找到了无线传感器网络的能量消耗与同步时间之间的关系.仿真证明此方法具有可行性,对无线传感器网络的发展有很大的促进作用.     

基于卡尔曼一致滤波器的WSN时间同步算法

提出一种基于分布式卡尔曼一致滤波器的无线传感器网络时间同步算法.该算法不需要将网络分层,每个节点都和它的相邻节点交换时间消息,通过分布式卡尔曼一致滤波器估计本节点的时钟偏移和频率偏移,使得全网所有节点的虚拟全局时钟逐渐收敛一致.仿真实验表明,提出的算法在多跳网络中误差累积较小,具有较高的同步精度,同时对存在节点失效或新节点加入的动态网络具有良好的可扩展性.     

基于CC1101的无线传感器网络设计

设计基于CC1101与GPRS的星型无线传感器网络系统,应用基于时分多址TDMA(Time Division Multiple Access)机制的洪泛时间同步协议FTSP(Flooding Time Synchronization Protocol)实现汇聚节点与传感器节点的同步。在该系统中,汇聚节点与传感器节点在TDMA帧的第一时隙采用FTSP进行时间同步,进而保障TDMA机制的实现。同时,汇聚节点通过GPRS网络接入Internet,将传感器节点的监测数据转发至监控中心。实际环境中的测试结果表明,设计的无线传感器网络能实现节点的可靠同步与数据传输。     

无线传感器网络的时间同步算法研究

时间同步是研究多跳ad hoc无线网络的重要问题,例如无线传感器网络,许多具体应用需要传感器节点本地时钟的同步,要求各种程度的同步精度.无线传感器网络设备的一些固有属性,例如能量的限制、存贮、计算和带宽,与节点分布的高密度结合,使传统的时间同步算法不适合于这些网络.因此,越来越多的研究集中在设计适合于无线传感器网络的时间同步算法.首先回顾了时间同步的问题和无线传感器网络时间同步的需要,然后详细介绍了针对无线传感器网络设计的基本的时间同步算法,最后对各种算法进行了比较分析,并指出了下一步的研究方向.     

基于蚁群优化的无线传感器网络路由算法

如何在资源受限的无线传感器网络中进行高效的数据路由是无线传感器网络研究的热点之一。基于群智能优化技术的蚁群优化算法被广泛应用于网络路由算法。提出一种无线传感器网络蚁群优化路由算法,能够保持网络的生存时间最长,同时能找到从源节点到基站节点的最短路径;采用的多路数据传输也可提供高效可靠的数据传输,同时考虑节点的能量水平。仿真结果表明:提出的算法延长了无线传感器网络的寿命,实现无线传感器网络在通信过程中快速、节能的路由。     

一种节能型无线传感器网络管理模型

本文提出了一种能量节约型无线传感器网络管理模型,弥补了当前大多数无线传感器网络管理模型未考虑节点能量的缺陷.目前大多数无线传感器网络管理模型由于未考虑各节点能量因素,采用各节点间相互报告管理信息的方式,从而过快消耗节点能量而导致网络生存时间缩小.本文设计的无线传感器网络管理模型是在继承传统模型优势的基础上,充分考虑能量因素建立的模型.     

无线传感器网络TPSN-RBS联合时间同步算法

针对大规模多跳传感器网络节点间所存在的同步误差及其累积误差问题,提出了一种基于加权最小二乘法的TPSN-RBS联合时间同步算法.该算法充分利用可监听到的消息,通过加权最小二乘法估计得到节点逻辑时钟的时间偏移和频率偏移的最优解.用Cramér-Rao下界对本算法进行性能分析,同时与TPSN算法进行仿真对比,结果表明:该算法提高了节点间的同步精度,且在节点密集的大规模无线传感器网络中,在保证较低通信量的同时降低了累积误差.