本文關(guān)鍵詞： 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 時(shí)間同步 一致性 傳輸延遲 MATLAB仿真　出處：《安徽理工大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著微機(jī)系統(tǒng)、無線通信技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)的進(jìn)步,低功耗、低成本、多功能的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備得到了快速的發(fā)展,時(shí)間同步作為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一項(xiàng)支撐技術(shù)也受到了廣泛的關(guān)注,成為當(dāng)下研究的熱點(diǎn),而基于一致性的時(shí)間同步協(xié)議由于其是完全分布式的且可補(bǔ)償時(shí)鐘的斜率和偏差,而受到了越來越多的關(guān)注。大部分的研究成果都是基于理想的情況下設(shè)計(jì)的。本文首先分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀;其次,介紹了一致性理論基礎(chǔ)、圖論知識(shí)、時(shí)鐘模型以及一致性方面經(jīng)典的時(shí)間同步算法;接著針對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)交換信息的過程中存在傳輸延遲的情況,本文提出了帶延時(shí)的一致性時(shí)間同步協(xié)議和基于最小二乘估計(jì)的時(shí)間同步協(xié)議,兩種時(shí)間同步協(xié)議均是通過建立節(jié)點(diǎn)的邏輯時(shí)鐘,然后分別進(jìn)行邏輯時(shí)鐘斜率和偏差的補(bǔ)償來達(dá)到節(jié)點(diǎn)間的時(shí)間同步的。在節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘更新過程中,相對(duì)時(shí)鐘斜率的準(zhǔn)確性直接決定了協(xié)議的性能,所以本文中兩種時(shí)間同步協(xié)議分別利用了加權(quán)平均和最小二乘估計(jì)的方式提高了相對(duì)時(shí)鐘斜率的準(zhǔn)確性,從而使得在傳輸延遲滿足特定分布的情況下,網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)間的時(shí)間同步仍然能夠?qū)崿F(xiàn),其中在基于最小二乘估計(jì)的時(shí)間同步協(xié)議中引入了衰減因子。本文對(duì)衰減因子的作用進(jìn)行了探究,接著對(duì)兩種時(shí)間同步協(xié)議用MATLAB進(jìn)行了仿真,驗(yàn)證了在存在傳輸延遲的情況下原始的時(shí)間同步協(xié)議不可行,提出的兩種協(xié)議能夠有效地降低延遲的影響,保證了時(shí)間同步的收斂性,最后利用CC2530模塊搭建無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的硬件平臺(tái),在該平臺(tái)上對(duì)兩種協(xié)議的可行性進(jìn)行了驗(yàn)證。
[Abstract]:With the computer system, wireless communication technology, digital electronic technology, low power consumption, low cost, multi-function wireless sensor network equipment has been rapid development, time synchronization is a supporting technology of wireless sensor network has received extensive attention and become the focus of current research, and based on the consistency of time because of the synchronization protocol for slope and deviation of fully distributed and can compensate the clock, and has attracted more and more attention. The majority of research results are based on the ideal case design. This paper first analyzes the current situation of wireless sensor network; secondly, introduces consistency theory, graph theory, model and clock the consistency of the classical time synchronization algorithm; transmission delay is then process for the sensor node to exchange information, is proposed in this paper. The consistency with the delay The time synchronization protocol and the least squares estimation based on time synchronization protocol, two synchronization protocols are established by logical clock node, then the logic clock slope and deviation compensation to achieve time synchronization among nodes. The nodes of the clock update process, the relative accuracy of the clock slope is directly determined by the agreement the performance of two kinds of time, so this paper use synchronization protocol weighted average and least square estimation method to improve the accuracy of relative clock slope, which makes the transmission delay to meet the specific distribution, nodes in the network time synchronization is possible in which the attenuation factor into the least squares estimation of the time synchronization protocol based on this paper explored and analyzed the attenuation factors of the two kinds of time synchronization protocol using MATLAB simulation, test The time in the original transmission delay case synchronization protocol is not feasible, the two protocols proposed can effectively reduce the influence of delay, to ensure the convergence of time synchronization, and finally build a wireless sensor network using the CC2530 module of the hardware platform, the platform on the feasibility of the two protocols are verified.

【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP212.9;TN929.5

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本文編號(hào)：1502676