本文關(guān)鍵詞：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)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(duì)實(shí)時(shí)性要求較高的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中,往往需要節(jié)點(diǎn)之間具有相同的時(shí)間同步機(jī)制。在實(shí)際應(yīng)用中,需要根據(jù)應(yīng)用背景選擇甚至設(shè)計(jì)符合應(yīng)用需求的時(shí)間同步方案。本文主要研究應(yīng)用于星型網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間同步方案。星型網(wǎng)絡(luò)中的通信協(xié)議比較簡(jiǎn)單,現(xiàn)有的典型時(shí)間同步算法在實(shí)際應(yīng)用中過于復(fù)雜,因此需要針對(duì)星型網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)和實(shí)際需求設(shè)計(jì)出合適的時(shí)間同步方案。本文首先對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的幾種典型的時(shí)間同步機(jī)制和時(shí)間同步性能的主要評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行分析。由于TPSN算法主要應(yīng)用于層次型的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),而本文所研究的算法的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)可由基礎(chǔ)的星型網(wǎng)路擴(kuò)展為層次型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),因此本文重點(diǎn)研究分析了TPSN算法。本文采用軟件仿真的方法對(duì)TPSN算法進(jìn)行研究,結(jié)合仿真結(jié)果介紹了項(xiàng)目中已有的時(shí)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(zhǎng)、同步精度低以及能耗大等,因此本文在H-TS算法的基礎(chǔ)上提出一種改進(jìn)的時(shí)間同步方案C-TS算法。C-TS算法通過減少配置報(bào)文的長(zhǎng)度來減少報(bào)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(diǎn)的計(jì)算量來減少能耗。本文最后將C-TS算法在實(shí)際的星型網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn),并與H-TS算法進(jìn)行分析對(duì)比。本文設(shè)計(jì)了一種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)間同步的優(yōu)化方案C-TS算法。研究結(jié)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(duì)H-TS算法進(jìn)行了優(yōu)化和改進(jìn)。
【關(guān)鍵詞】：星型無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 時(shí)間同步技術(shù) TPSN 同步方案設(shè)計(jì) 同步方案改進(jìn)
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 專用術(shù)語(yǔ)注釋表8-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 無(wú)線傳感網(wǎng)時(shí)間同步技術(shù)9-12
• 1.1.1 時(shí)間同步的要求10-11
• 1.1.2 時(shí)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(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步分析15-29
• 2.1 影響WSN時(shí)間同步的主要因素15-19
• 2.1.1 時(shí)鐘偏移和時(shí)鐘漂移15-16
• 2.1.2 報(bào)文傳輸時(shí)延16-19
• 2.1.3 晶振頻率19
• 2.2 經(jīng)典的WSN時(shí)間同步算法19-26
• 2.2.1 RBS時(shí)間同步算法20-21
• 2.2.2 TPSN時(shí)間同步算法21-23
• 2.2.3 FTSP時(shí)間同步算法23-24
• 2.2.4 DMTS時(shí)間同步算法24-25
• 2.2.5 LTS時(shí)間同步算法25-26
• 2.3 典型時(shí)間同步算法主要性能評(píng)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(jié)28-29
• 第三章 TPSN時(shí)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(shí)間事件隊(duì)列30-31
• 3.2 TPSN算法仿真31-34
• 3.2.1 算法程序設(shè)計(jì)31-33
• 3.2.2 仿真結(jié)果分析33-34
• 3.3 本章小結(jié)34-35
• 第四章 H-TS時(shí)間同步方案35-43
• 4.1 H-TS方案應(yīng)用背景35-39
• 4.1.1 硬件平臺(tái)介紹35-37
• 4.1.2 網(wǎng)絡(luò)模型介紹37-39
• 4.2 H-TS時(shí)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(jié)42-43
• 第五章 改進(jìn)型的時(shí)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(cè)試48-55
• 5.3.1 硬件準(zhǔn)備工作48-50
• 5.3.2 同步實(shí)現(xiàn)過程和信息幀的設(shè)計(jì)50-51
• 5.3.3 程序設(shè)計(jì)51-55
• 5.3.4 同步誤差的測(cè)試55
• 5.4 測(cè)試結(jié)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(jié)與展望60-62
• 6.1 研究工作總結(jié)60
• 6.2 未來工作展望60-61
• 6.3 本章小節(jié)61-62
• 參考文獻(xiàn)62-64
• 附錄1 程序清單64-74
• 附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目74-75
• 致謝75

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