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专利号: 2014101200310
申请人: 北京工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-08-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于移动参考节点的无线传感器网络实时同步方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤S101,无线传感器节点评估自身的时钟精度后,确定是否进行时钟同步;

步骤S102,根据所述无线传感器节点的位置计算移动参考节点的位置;

步骤S103,以所述无线传感器节点到各个所述无线传感器节点地址信息的路径为基础,设置所述无线传感器节点发送同步请求信息的路由;

步骤S104,若当前时刻的所述无线传感器节点的时钟精度不能满足要求时,所述无线传感器节点向所述移动参考节点发起同步请求;

步骤S105,在同步请求信息传送过程中形成从所述无线传感器节点到所述移动参考节点的动态多跳链路;

步骤S106,当所述移动参考节点接收到同步请求后,依次同步通信返回链路上的所述无线传感器节点;

步骤S107,所述无线传感器节点评估接收到的同步信号。

2.如权利要求1所述的基于移动参考节点的无线传感器网络实时同步方法,其特征在于,所述步骤S101具体包括:移动参考节点以周期(T+△t)对无线传感器节点进行时钟同步,即无线传感器节点在同步周期(T+△t)时间内产生的时钟相位偏差μ0,假设时钟的相位偏差随时间成线性变化,因此计算当前无线传感器节点的相位偏差μ1t1表示无线传感器节点当前的时刻,t0表示最近一次时钟同步的时刻,然后通过比较μ1与无线传感器节点所要达到的时钟精度μ的比值,判断无线传感器节点是否要进行实时同步,若

则不需要进行实时同步,此时时钟精度满足要求

则需要进行实时同步,此时是指时钟精度不满足要求。

3.如权利要求1所述的基于移动参考节点的无线传感器网络实时同步方法,其特征在于,所述步骤S102具体包括:在以周期(T+△t)进行时钟同步时,利用定位算法获得区域中所有无线传感器节点的位置,在第二同步周期时,将向每个无线传感器节点发送包含所有节点位置的区域分布图以及移动参考节点的周期同步路径线路图,在移动参考节点的周期同步路径线路图中包含了移动参考节点在[0,T]的同步周期内到达每个同步覆盖圆心的时间;

无线传感器节点首先计算移动参考节点现在所处的位置,根据纠正后无线传感器节点当前时刻与同步周期的比值k,可确定移动参考节点的位置:t1表示无线传感器节点当前的时刻,t0表示最近一次时钟同步的时刻;

μ1表示当前无线传感器节点的相位偏差;

对k进行取整取余分析如下:

取整运算:

取余运算:

μ0表示无线传感器节点在同步周期(T+△t)时间内产生的时钟相位偏差,若q<T,说明移动参考节点正运行于周期同步通信链路上;

T+Δt>=q>=T,说明移动参考节点已经完成周期同步正停留在周期同步的起始点;

当q<T时,无线传感器节点根据节点位置的区域分布图以及移动参考节点的周期同步路径线路图,找到q所对应的同步覆盖圆心的位置。

4.如权利要求1所述的基于移动参考节点的无线传感器网络实时同步方法,其特征在于,所述步骤S103具体包括:由步骤S102确定移动参考节点的位置,即移动参考节点所在的同步覆盖圆心位置,选取此同步覆盖圆区域内的非休眠无线传感器节点的IP地址为目的地址;

根据节点位置的区域分布图规划出一条从无线传感器节点到同步覆盖圆区域内的非休眠无线传感器节点并包含途径各个传感器节点地址信息的路径,以此路径为基础,设置无线传感器节点发送同步请求信息的路由。

5.如权利要求1所述的基于移动参考节点的无线传感器网络实时同步方法,其特征在于,所述步骤S107具体包括:无线传感器节点通过步骤S106接收到移动参考节点返回的同步信号,由于同步信号通过多个无线传感器节点的多跳传输,将在移动参考节点提供的标准时钟的基础上产生误差的累加,在t2时刻无线传感器节点被以周期(T+△t)同步,计算t2时刻无线传感器节点的相位偏差μ2μ0表示无线传感器节点在同步周期(T+△t)时间内产生的时钟相位偏差,μ2表示在t2时刻无线传感器节点的相位偏差,t2表示无线传感器节点被同步的时刻,t0表示最近一次时钟同步的时刻;

然后通过比较μ2与无线传感器节点所要达到的时钟精度μ的比值,判断无线传感器节点是否要再次发起同步请求;

则满足时钟精度要求,不需要在此发起同步请求;

则不满足时钟精度要求,即通信返回链路上的无线传感器节点的多跳传输产生误差较大,需要无线传感器节点再次发起同步请求;

无线传感器节点重新估算移动参考节点位置,重新建立动态多跳链路,直到满足时钟精度要求为止。