本文關(guān)鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)低能耗時間同步算法的研究

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【摘要】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN, wireless sensor network)通常由微處理器、傳感器以及無線通信模塊組成,可以用于數(shù)據(jù)采集和信息融合。伴隨著日益成熟的通信技術(shù)、傳感器技術(shù)和嵌入式理論與技術(shù)發(fā)展,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域并展現(xiàn)出了很好的應(yīng)用前景,如環(huán)境的監(jiān)測、家庭日常護(hù)理、國防軍事、災(zāi)難救援、醫(yī)療衛(wèi)生等方面。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)得到了國際學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的高度重視,成為了一個備受矚目與期待的研究熱點。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中涉及到大量技術(shù)問題,其中,時間同步技術(shù)就是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一項支撐技術(shù),對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用至關(guān)重要。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)同步方法如NTP和GPS因為復(fù)雜度、能量消耗、代價以及尺寸等因素的限制而都不適合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的使用。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的傳感器節(jié)點有成本、能量和體積方面的限制,導(dǎo)致無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的時間同步遇到了很多新挑戰(zhàn),研究適合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的時間同步技術(shù)在國內(nèi)外傳感器網(wǎng)絡(luò)研究領(lǐng)域引起了廣泛的關(guān)注。文章一開始介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本理論知識,包括無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的組成框架及應(yīng)用領(lǐng)域等等。接下來闡述了時間同步的概念以及必要性,時間同步算法中性能的評價標(biāo)準(zhǔn)以及存在的挑戰(zhàn)。然后對目前現(xiàn)有的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時間同步算法進(jìn)行分類,介紹了幾種經(jīng)典的時間同步算法并比較各自的優(yōu)缺點。之后在現(xiàn)有算法的基礎(chǔ)上,本文提出一種改進(jìn)的時間同步算法,將網(wǎng)絡(luò)分簇并設(shè)計同步流程從而節(jié)省網(wǎng)絡(luò)開銷,采用在MAC層作時間標(biāo)記的方法提高網(wǎng)絡(luò)時間同步精度。利用NS2對改進(jìn)的算法進(jìn)行仿真,結(jié)果顯示該算法相比較于RBS和TPSN算法具有更好的時間同步精度和更低的網(wǎng)絡(luò)開銷。最后搭建硬件平臺,將改進(jìn)的算法應(yīng)用于實際的傳感器網(wǎng)絡(luò)中,實驗結(jié)果表明,改進(jìn)的時間同步算法在能量消耗方面確實具有一定的優(yōu)勢。文章結(jié)尾對全文作出了總結(jié)并給出了下一步的研究方向。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 時間同步算法 簇 網(wǎng)絡(luò)開銷 精度
【學(xué)位授予單位】：安徽工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP212.9;TN929.5
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-14
• 1.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展11-12
• 1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時間同步12-13
• 1.3 本文主要工作13
• 1.4 本文結(jié)構(gòu)安排13-14
• 第二章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述14-19
• 2.1 傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)14-15
• 2.2 傳感器網(wǎng)絡(luò)的特征15
• 2.3 傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)15-16
• 2.4 傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用16-18
• 2.5 本章小結(jié)18-19
• 第三章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的時間同步19-31
• 3.1 影響時間同步的關(guān)鍵因素19-21
• 3.1.1 時間延遲19-20
• 3.1.2 傳感器節(jié)點的時鐘模型20-21
• 3.2 典型時間同步算法介紹21-30
• 3.2.1 RBS時間同步算法21-22
• 3.2.2 TPSN時間同步算法22-24
• 3.2.3 DMTS時間同步算法24-25
• 3.2.4 FTSP時間同步算法25
• 3.2.5 Tiny_Sync和Mini_Sync算法25-26
• 3.2.6 LTS算法26-27
• 3.2.7 其他時間同步算法27
• 3.2.8 各種時間同步算法的比較27-30
• 3.3 本章小結(jié)30-31
• 第四章 一種改進(jìn)的低能耗時間同步算法31-36
• 4.1 算法描述31-33
• 4.2 算法系統(tǒng)模型33-34
• 4.3 算法能量模型34-36
• 第五章 仿真平臺介紹及仿真實驗36-47
• 5.1 仿真平臺介紹36-37
• 5.2 NS2工具介紹37-40
• 5.3 仿真過程40-43
• 5.4 仿真及結(jié)果分析43-47
• 第六章 系統(tǒng)在硬件平臺上的實現(xiàn)47-60
• 6.1 UCOS Ⅱ移植47-51
• 6.2 STM32F103系列處理器介紹51-52
• 6.3 關(guān)鍵技術(shù)52-55
• 6.4 實現(xiàn)流程及框架55-59
• 6.5 小結(jié)59-60
• 結(jié)論與展望60-62
• 本文總結(jié)60-61
• 論文進(jìn)一步研究方向61-62
• 參考文獻(xiàn)62-67
• 攻讀學(xué)位期間研究成果67-68
• 致謝68

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 周賢偉;韋煒;覃伯平;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的時間同步算法研究[J];傳感技術(shù)學(xué)報;2006年01期

2 劉俊,徐昌彪,隆克平;基于NS的網(wǎng)絡(luò)仿真探討[J];計算機應(yīng)用研究;2002年09期

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本文編號：625369