基于Bootstrap采樣粒子濾波的WirelessHART時(shí)間同步算法
本文選題:無線HART傳感網(wǎng)絡(luò) + 時(shí)間同步; 參考:《計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究》2017年03期
【摘要】:針對無線HART傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步精度較低、能耗過大等問題,提出了一種基于Bootstrap采樣的粒子濾波時(shí)間同步算法。在未知網(wǎng)絡(luò)延遲分布的情況下,為了減少觀測次數(shù),對發(fā)送端和接收端的時(shí)間戳觀測值進(jìn)行Bootstrap采樣,采用混合粒子濾波算法,獲得精確的時(shí)鐘偏移,不僅降低了無線HART傳感網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步誤差,而且使能耗減小。實(shí)驗(yàn)表明,對于無線HART網(wǎng)狀分層網(wǎng)絡(luò),當(dāng)觀測量達(dá)到10以上時(shí),粒子濾波算法獲得的時(shí)間偏差的均方誤差約是最大似然估計(jì)算法的50%,而基于Bootstrap采樣的粒子濾波算法獲得的時(shí)間偏差的均方誤差約是最大似然估計(jì)算法的35%,驗(yàn)證了方法的可行性和有效性。
[Abstract]:Aiming at the problems of low precision and excessive energy consumption in wireless HART sensor networks, a particle filter time synchronization algorithm based on Bootstrap sampling is proposed. In the case of unknown network delay distribution, in order to reduce the number of observations, the time-stamp observations at the transmitter and receiver are sampled by Bootstrap, and a hybrid particle filter algorithm is used to obtain the accurate clock offset. Not only the time synchronization error of wireless HART sensor network is reduced, but also the energy consumption is reduced. The experimental results show that for wireless HART mesh layered networks, when the observed amount is more than 10, The mean square error of the time deviation obtained by the particle filter algorithm is about 50 of the maximum likelihood estimation algorithm, while the mean square error of the time deviation obtained by the particle filter algorithm based on Bootstrap sampling is about 35 percent of the maximum likelihood estimation algorithm. The feasibility and effectiveness of the method.
【作者單位】: 重慶三峽學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院;
【基金】:國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(61273219) 中國博士后科學(xué)基金資助項(xiàng)目(160560) 重慶市教委科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目(KJ1710244,KJ1710257,KJ1601003,KJ1603303,KJ1401029,KJ1401002,KJ1401008) 重慶市科委基礎(chǔ)與前沿項(xiàng)目(CSTC2014JCYJ1316) 重慶三峽學(xué)院科學(xué)研究項(xiàng)目(14QN30,15QN09)
【分類號】:TP212.9;TN929.5;TN713
【參考文獻(xiàn)】
相關(guān)期刊論文 前7條
1 危炎廣;王浩星;陳晰;王平;;基于WIA-PA協(xié)議的時(shí)間同步算法的研究與實(shí)現(xiàn)[J];重慶郵電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年02期
2 王義君;錢志鴻;王桂琴;張旭;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量有效時(shí)間同步算法研究[J];電子與信息學(xué)報(bào);2012年09期
3 林青;尹建君;張建秋;胡波;;非線性非高斯模型的高斯和濾波算法[J];系統(tǒng)工程與電子技術(shù);2010年12期
4 夏小鳳;嚴(yán)斌宇;劉方圓;盧葦;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)TPSN的優(yōu)化算法[J];計(jì)算機(jī)測量與控制;2010年06期
5 鐘海東;鄔春學(xué);孔若英;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步算法誤差分析[J];微計(jì)算機(jī)信息;2008年04期
6 程利娟;王福豹;段渭軍;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)成對同步算法研究[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究;2007年09期
7 ;Simsync: A Time Synchronization Simulator for Sensor Networks[J];自動(dòng)化學(xué)報(bào);2006年06期
【共引文獻(xiàn)】
相關(guān)期刊論文 前10條
1 魏炬熠;張建軍;魏振春;;一種能量均衡的低開銷WSN時(shí)間同步算法[J];計(jì)算機(jī)工程;2016年12期
2 黃友銳;陳珍萍;李德權(quán);唐超禮;曲立國;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)二階一致性時(shí)間同步[J];電子與信息學(xué)報(bào);2017年01期
3 張英;;基于混合高斯SRUKF的采煤機(jī)定位方法[J];礦山機(jī)械;2016年09期
4 毛永毅;燕琳凱;;NLOS環(huán)境下的高斯-粒子濾波無線跟蹤技術(shù)[J];西安郵電大學(xué)學(xué)報(bào);2016年04期
5 王照偉;鄭萌;曾鵬;李棟;;基于IEEE 1588協(xié)議的多跳無線網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步方法[J];中國科學(xué):信息科學(xué);2016年06期
6 高子林;熊江;潘勇;李洪兵;;基于Bootstrap采樣粒子濾波的WirelessHART時(shí)間同步算法[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究;2017年03期
7 徐世武;王平;;WSN中基于事件驅(qū)動(dòng)的簇型時(shí)間同步協(xié)議[J];計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用;2016年04期
8 朱海洋;張合;馬少杰;潘菡;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中四元無線聲陣列節(jié)點(diǎn)選擇及目標(biāo)定位算法[J];兵工學(xué)報(bào);2016年01期
9 凌海波;陳妤;周先存;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)IRBS時(shí)間同步優(yōu)化算法[J];四川理工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年06期
10 陳珍萍;李德權(quán);黃友銳;唐超禮;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)混合觸發(fā)一致性時(shí)間同步[J];儀器儀表學(xué)報(bào);2015年10期
【二級參考文獻(xiàn)】
相關(guān)期刊論文 前10條
1 劉強(qiáng);黃小紅;冷延鵬;李龍江;毛玉明;;一種面向物聯(lián)網(wǎng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化部署策略(英文)[J];中國通信;2011年08期
2 汪付強(qiáng);曾鵬;張曉玲;梁煒;于海斌;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步綜述[J];計(jì)算機(jī)工程;2011年22期
3 汪付強(qiáng);曾鵬;于海斌;;一種低開銷的雙向時(shí)間同步算法[J];儀器儀表學(xué)報(bào);2011年06期
4 李立;劉勇攀;楊華中;汪蕙;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分布式一致時(shí)間同步協(xié)議的收斂分析及加速設(shè)計(jì)[J];電子與信息學(xué)報(bào);2010年09期
5 劉影;錢志鴻;王雪;李奕男;;基于到達(dá)時(shí)間差的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)質(zhì)心定位算法[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2010年01期
6 嚴(yán)斌宇;劉戈;夏小鳳;黃如皓;茍旭;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘同步技術(shù)[J];計(jì)算機(jī)測量與控制;2009年06期
7 尹建君;張建秋;;條件線性高斯模型的Gauss Hermite filter-Kalman filter算法[J];系統(tǒng)工程與電子技術(shù);2008年12期
8 李文鋒;王汝傳;孫力娟;;基于RBS的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步算法[J];通信學(xué)報(bào);2008年06期
9 尹建君;張建秋;林青;;Unscented卡爾曼濾波-卡爾曼濾波算法[J];系統(tǒng)工程與電子技術(shù);2008年04期
10 任豐原;董思穎;何滔;林闖;;基于鎖相環(huán)的時(shí)間同步機(jī)制與算法[J];軟件學(xué)報(bào);2007年02期
【相似文獻(xiàn)】
相關(guān)期刊論文 前10條
1 李博;劉維國;鄭小兵;;Bootstrap方法在飛行器自控終點(diǎn)散布估計(jì)中的應(yīng)用研究[J];艦船電子工程;2011年05期
2 田春娜;高新波;李潔;;基于嵌入式Bootstrap的主動(dòng)學(xué)習(xí)示例選擇方法[J];計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展;2006年10期
3 黃維;田錚;黨懷義;;平滑轉(zhuǎn)移向量誤差修正模型的非線性調(diào)節(jié)bootstrap檢驗(yàn)[J];控制理論與應(yīng)用;2009年05期
4 胡正東;曹淵;張士峰;蔡洪;;特小子樣試驗(yàn)下導(dǎo)彈精度評定的Bootstrap方法[J];系統(tǒng)工程與電子技術(shù);2008年08期
5 許學(xué);張玉平;陳建;;基于小子樣Bootstrap法的雷達(dá)輻射源特征分選穩(wěn)定性分析[J];成都電子機(jī)械高等?茖W(xué)校學(xué)報(bào);2011年02期
6 鄧智恒;羅偉棟;;基于Bootstrap方法的獨(dú)立分量分析可靠性研究[J];電子測量技術(shù);2007年09期
7 張建軍;孫建勇;常海娟;;Bootstrap方法在小樣本隨機(jī)振動(dòng)環(huán)境測量數(shù)據(jù)歸納中的應(yīng)用研究[J];裝備環(huán)境工程;2013年05期
8 陳甫;;Bootstrap3在Java Web項(xiàng)目中的應(yīng)用[J];電腦編程技巧與維護(hù);2014年17期
9 許愛強(qiáng);盛沛;劉長捷;譚勖;;基于Bootstrap法的機(jī)載浮標(biāo)搜潛系統(tǒng)作戰(zhàn)效能指標(biāo)分析[J];兵工自動(dòng)化;2011年11期
10 張偉;胡昌華;焦李成;;Bootstrap—自適應(yīng)混沌克隆網(wǎng)絡(luò)與陀螺漂移預(yù)測[J];電子學(xué)報(bào);2009年09期
相關(guān)會(huì)議論文 前8條
1 王生云;;基于Bootstrap的浙江省水庫經(jīng)營狀況影響因素研究[A];中國原水論壇專輯[C];2010年
2 趙金良;馮敬海;宋立新;;具有MA(q)誤差線性模型中協(xié)方差陣參數(shù)的分步估計(jì)方法及其Bootstrap估計(jì)[A];中國現(xiàn)場統(tǒng)計(jì)研究會(huì)第12屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2005年
3 王朝;高敬雅;;基于Bootstrap方法估計(jì)的二手車價(jià)格回歸模型[A];北京市第十六次統(tǒng)計(jì)科學(xué)研討會(huì)獲獎(jiǎng)?wù)撐募痆C];2011年
4 江海峰;陶長琪;;DF模式下第三種單位根檢驗(yàn)的Bootstrap檢驗(yàn)研究[A];21世紀(jì)數(shù)量經(jīng)濟(jì)學(xué)(第14卷)[C];2013年
5 龔方;于仕超;昃向君;周保華;郭曙超;呂ZS;;Bootstrap模擬取樣對進(jìn)口豆類產(chǎn)品中重金屬硒的含量特征分析[A];山東出入境檢驗(yàn)檢疫局?痆C];2012年
6 羅巍;張春華;譚源源;陳循;;基于Bootstrap的貯存可靠度置信下限評估[A];2009年全國機(jī)械可靠性技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)暨第四屆可靠性工程分會(huì)成立大會(huì)論文集[C];2009年
7 劉貫春;岳意定;賀磊;;我國保險(xiǎn)業(yè)與信貸業(yè)作用關(guān)系的動(dòng)態(tài)分析——基于Bootstrap仿真的滑動(dòng)窗口VAR模型[A];第八屆(2013)中國管理學(xué)年會(huì)——金融分會(huì)場論文集[C];2013年
8 王亞華;吳凡;王爭;;交通行業(yè)生產(chǎn)率變動(dòng)的Bootstrap—Malmquist指數(shù)分析(1980-2005)[A];經(jīng)濟(jì)學(xué)(季刊)第7卷第3期[C];2008年
相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條
1 王艷芳;基于bootstrap法與混合威布爾分布的拖拉機(jī)可靠性評估模型與應(yīng)用研究[D];東北農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年
2 句彥偉;幾類多尺度非線性隨機(jī)模型與SAR圖像Bootstrap分割研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2007年
相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條
1 葛利丹;基于Bootstrap的擴(kuò)散過程檢驗(yàn)[D];南京理工大學(xué);2015年
2 楊娜;基于Bayesian Bootstrap方法的準(zhǔn)備金風(fēng)險(xiǎn)度量研究[D];天津財(cái)經(jīng)大學(xué);2014年
3 瞿開毅;幾類重復(fù)觀測數(shù)據(jù)模型的Bootstrap推斷[D];北方工業(yè)大學(xué);2016年
4 李金洲;基于參數(shù)Bootstrap-核密度估計(jì)的數(shù)控機(jī)床Bayes可靠性評估方法研究[D];燕山大學(xué);2016年
5 劉嬌嬌;Bootstrap方法的正態(tài)改進(jìn)與在準(zhǔn)備金提取中的應(yīng)用[D];鄭州大學(xué);2016年
6 顧婉琪;基于Bootstrap的分級基金績效評價(jià)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年
7 張偉鋒;基于Bootstrap-DEA模型的效率得分研究[D];華中師范大學(xué);2016年
8 魏強(qiáng);基于Bootstrap和地圖API高校課程管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];江西農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年
9 黃靜靜;基于圖像塊先驗(yàn)和Bootstrap的圖像去噪算法研究[D];西安電子科技大學(xué);2015年
10 馬亮;淺分岐水平下系統(tǒng)發(fā)生樹的bootstrap研究[D];重慶師范大學(xué);2012年
,本文編號:1835150
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/1835150.html