發(fā)布時間：2017-03-31 11:10

  本文關鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡時間同步的優(yōu)化方案，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在對實時性要求較高的無線傳感器網(wǎng)絡中,往往需要節(jié)點之間具有相同的時間同步機制。在實際應用中,需要根據(jù)應用背景選擇甚至設計符合應用需求的時間同步方案。本文主要研究應用于星型網(wǎng)絡的時間同步方案。星型網(wǎng)絡中的通信協(xié)議比較簡單,現(xiàn)有的典型時間同步算法在實際應用中過于復雜,因此需要針對星型網(wǎng)絡的特點和實際需求設計出合適的時間同步方案。本文首先對無線傳感器網(wǎng)絡中的幾種典型的時間同步機制和時間同步性能的主要評估指標進行分析。由于TPSN算法主要應用于層次型的網(wǎng)絡拓撲結構,而本文所研究的算法的應用網(wǎng)絡可由基礎的星型網(wǎng)路擴展為層次型網(wǎng)絡結構,因此本文重點研究分析了TPSN算法。本文采用軟件仿真的方法對TPSN算法進行研究,結合仿真結果介紹了項目中已有的時間同步方案—H-TS方案。由于H-TS算法在執(zhí)行過程中存在一些問題,如同步周期過長、同步精度低以及能耗大等,因此本文在H-TS算法的基礎上提出一種改進的時間同步方案C-TS算法。C-TS算法通過減少配置報文的長度來減少報文傳輸延遲,從而減少了同步誤差和同步周期。此外,C-TS算法還通過減少傳感器節(jié)點的計算量來減少能耗。本文最后將C-TS算法在實際的星型網(wǎng)絡中實現(xiàn),并與H-TS算法進行分析對比。本文設計了一種無線傳感器網(wǎng)絡中的時間同步的優(yōu)化方案C-TS算法。研究結果證明C-TS算法在同步精度、同步周期、同步誤差累積速度和能耗等方面,對H-TS算法進行了優(yōu)化和改進。
【關鍵詞】：星型無線傳感器網(wǎng)絡 時間同步技術 TPSN 同步方案設計 同步方案改進
【學位授予單位】：南京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 專用術語注釋表8-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 無線傳感網(wǎng)時間同步技術9-12
• 1.1.1 時間同步的要求10-11
• 1.1.2 時間同步算法分類11-12
• 1.2 課題背景12-13
• 1.3 本文主要工作13-15
• 第二章 無線傳感器網(wǎng)絡時間同步分析15-29
• 2.1 影響WSN時間同步的主要因素15-19
• 2.1.1 時鐘偏移和時鐘漂移15-16
• 2.1.2 報文傳輸時延16-19
• 2.1.3 晶振頻率19
• 2.2 經(jīng)典的WSN時間同步算法19-26
• 2.2.1 RBS時間同步算法20-21
• 2.2.2 TPSN時間同步算法21-23
• 2.2.3 FTSP時間同步算法23-24
• 2.2.4 DMTS時間同步算法24-25
• 2.2.5 LTS時間同步算法25-26
• 2.3 典型時間同步算法主要性能評估26-28
• 2.3.1 同步精度26-27
• 2.3.2 能耗27-28
• 2.4 本章小結28-29
• 第三章 TPSN時間同步算法的仿真29-35
• 3.1 仿真軟件介紹29-31
• 3.1.1 Simsync仿真原理29-30
• 3.1.2 時間事件隊列30-31
• 3.2 TPSN算法仿真31-34
• 3.2.1 算法程序設計31-33
• 3.2.2 仿真結果分析33-34
• 3.3 本章小結34-35
• 第四章 H-TS時間同步方案35-43
• 4.1 H-TS方案應用背景35-39
• 4.1.1 硬件平臺介紹35-37
• 4.1.2 網(wǎng)絡模型介紹37-39
• 4.2 H-TS時間同步方案介紹39-42
• 4.2.1 H-TS算法同步過程描述39-41
• 4.2.2 H-TS算法同步誤差分析41-42
• 4.3 H-TS同步性能分析42
• 4.4 本章小結42-43
• 第五章 改進型的時間同步方案—C-TS方案43-60
• 5.1 C-TS同步方案的描述43-44
• 5.2 C-TS算法性能分析44-48
• 5.3 C-TS方案測試48-55
• 5.3.1 硬件準備工作48-50
• 5.3.2 同步實現(xiàn)過程和信息幀的設計50-51
• 5.3.3 程序設計51-55
• 5.3.4 同步誤差的測試55
• 5.4 測試結果分析55-59
• 5.4.1 同步誤差比較56-59
• 5.4.2 能耗分析59
• 5.5 本章小節(jié)59-60
• 第六章 總結與展望60-62
• 6.1 研究工作總結60
• 6.2 未來工作展望60-61
• 6.3 本章小節(jié)61-62
• 參考文獻62-64
• 附錄1 程序清單64-74
• 附錄2 攻讀碩士學位期間參加的科研項目74-75
• 致謝75

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