無線傳感器網絡（WSNs）是傳感器節(jié)點通過無線通信方式組建的分布式網絡系統(tǒng),具有大規(guī)模、高精度、自組網等特點,近年來廣泛應用于遠程監(jiān)控、目標跟蹤以及工業(yè)自動化等領域。在無線傳感器網絡中,數據融合是基本的操作。不同傳感器節(jié)點在數據融合的過程需要交換帶有時間戳的信息,這要求無線傳感器網絡中每個節(jié)點有一個共同的時鐘作為參考。然而,受本地計算、通信帶寬、能量供給以及環(huán)境因素等方面的影響,低成本無線傳感器網絡實現分布式高精度時鐘同步是一個極具挑戰(zhàn)性的課題。近年來,基于一致性的分布式協同控制理論逐步應用到無線傳感器網絡的時鐘同步算法設計中,在本地資源和通信受限的大規(guī)模無線傳感器網絡系統(tǒng)中具有很高的應用價值。本文綜述了國內外關于無線傳感器網絡時鐘同步算法的最新研究進展,考慮了傳感器節(jié)點的時鐘速率參數緩慢時變的特性,設計了基于比例積分估計器的分布式時鐘同步算法和基于一階濾波器的分布式時鐘同步算法,在時鐘同步算法的精度和能耗方面展開較為系統(tǒng)和深入的研究。本文的主要內容如下:1.考慮本地時鐘速率緩慢時變的特性,提出了基于比例積分估計器的分布式時鐘同步算法（以下簡稱EBP）。EBP算法通過動態(tài)跟蹤本地時鐘速... 

【文章來源】：浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：131 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
縮寫、符號清單、術語表
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 無線傳感器網絡
        1.1.2 無線傳感器網絡中的時鐘同步
        1.1.3 時鐘同步面臨的主要挑戰(zhàn)
    1.2 時鐘同步算法的研究進展
        1.2.1 傳統(tǒng)時鐘同步算法
        1.2.2 基于特定網絡結構的時鐘同步算法
        1.2.3 分布式時鐘同步算法
        1.2.4 時鐘同步的安全性問題
    1.3 本論文的主要研究工作及組織結構
        1.3.1 研究思路
        1.3.2 研究內容
    1.4 本章小結
第二章 時鐘同步以及分布式協同控制
    2.1 時鐘同步
        2.1.1 本地物理時鐘模型
        2.1.2 本地物理時鐘的積分時鐘模型
    2.2 多智能體協同控制
        2.2.1 多智能體系統(tǒng)
        2.2.2 代數圖論
        2.2.3 靜態(tài)一致性協同控制
        2.2.4 基于比例積分估計器的動態(tài)一致性協同控制
    2.3 時鐘同步問題描述
    2.4 基于分布式協同控制的時鐘同步算法
    2.5 本章小結
第三章 基于比例積分估計器的分布式時鐘同步算法
    3.1 引言
    3.2 基于比例積分估計器的分布式時鐘同步算法
        3.2.1 問題描述
        3.2.2 相對速率估計算法
        3.2.3 時鐘速率補償算法
        3.2.4 虛擬時鐘讀數補償
        3.2.5 偽同步實現
    3.3 仿真評估
        3.3.1 基于比例積分估計器的分布式時鐘同步算法的同步效果
        3.3.2 和其他基于協同控制的同步算法的比較
        3.3.3 大規(guī)模網絡下的收斂效果
    3.4 本章小結
第四章 基于一階濾波器的分布式時鐘同步算法
    4.1 引言
    4.2 基于一階濾波器的一致性算法
    4.3 基于一階濾波器的分布式時鐘同步算法
        4.3.1 問題描述
        4.3.2 時鐘速率補償算法
        4.3.3 虛擬時鐘讀數補償
        4.3.4 偽同步實現
    4.4 仿真和實驗討論
        4.4.1 基于一階濾波器的分布式時鐘同步算法在時變時鐘參數下的收斂特性
        4.4.2 基于一階濾波器的分布式時鐘同步算法在時延情況下的收斂特性
        4.4.3 和其他基于一致性同步算法的比較
        4.4.4 大規(guī)模網絡下的收斂效果
    4.5 本章小結
第五章 時鐘同步安全性
    5.1 引言
    5.2 攻擊檢測算法
        5.2.1 算法思路
        5.2.2 基于在線遞歸最小二乘的攻擊檢測算法
    5.3 仿真評估
    5.4 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 本文工作總結
    6.2 本文工作展望
參考文獻
致謝
作者簡歷
攻讀博士學位期間主要的研究成果及參與的科研項目


【參考文獻】：
博士論文
[1]基于一致性的無線傳感器網絡時鐘同步算法研究[D]. 何建平.浙江大學 2013
[2]面向事件檢測的無線傳感器網絡服務質量保障[D]. 李燕君.浙江大學 2009



本文編號：3039376