[发明专利]一种无线传感器网络的时间同步方法、网络系统和节点

说明书

本发明实施例公开了一种无线传感器网络的时间同步方法、网络系统和节点，能够减少无线传感器网络等级建立过程中传输分组开销。该方法包括：子节点接收父节点发送的等级广播分组消息，等级广播分组消息中包括父节点的等级信息和标识号信息，其中，父节点与根节点的距离D满足第一条件：D>d+(i‑1)*R，R为无线传感器网络中的所有节点的通信半径，d<R，i为父节点的等级，且i>=1；子节点根据等级信息设定子节点的等级，并存储向子节点发送等级广播分组消息的父节点的标识号信息，以使得无线传感器网络建立节点等级结构；无线传感器建立节点等级结构后，子节点接收子节点的父节点发送的时间同步消息，并根据时间同步消息调节时钟偏移和时钟漂移。本发明适用于通信技术领域。

技术领域

本发明涉及无线传感器网络技术领域，尤其涉及一种无线传感器网络的时间同步方法、网络系统和节点。

背景技术

无线传感器网络是由部署在检测区域内大量的传感器节点组成，通过无线通信方式形成一个自组织的网络系统，节点之间相互协作的感知、采集、处理网络覆盖区域中的对象信息。在上述所有过程中要求无线传感器网络必须具有时间同步的性质。

目前典型的无线传感网路的时间同步算法主要包括：RBS（ReferenceBroadcasting Synchronization）即参考广播同步协议、FTSP（Flooding TimeSynchronization Protocol）即泛洪时间同步协议和TPSN（Timing-Sync Protocol forSensor Networks）即传感器网络时间同步协议。RBS时间同步机制利用无线信道的广播特性，参考节点周期性地向其邻居节点广播时间同步消息，接收到这个消息的一组节点记录消息到达时各自的本地时间，然后两两相互交换收到同步消息的时间，这样这组节点就可以计算出相互间的时钟偏差。FTSP是由父节点周期性广播信息，子节点记录不同周期的同步信息的发送时间戳和接收时间戳，通过线性回归的方法算出时间偏差，实现时间同步。TPSN采用层次型网络结构来提供全网范围内节点同步，考虑传播时间和接收时间，利用双向消息交换计算消息的平均延迟。

目前无线传感器网络在时间同步上存在如下问题：RBS的两两交互信息、FTSP和TPSN节点的建立都需要大量的资源开销，使得无线传感器网络的传输分组开销较大。

发明内容

本发明的实施例提供一种无线传感器网络的时间同步方法、网络系统和节点，能够减小无线传感器网络的传输分组的开销。

本发明的实施例采用如下技术方案：

一种无线传感器网络的时间同步方法，所述无线传感器网络包括网络根节点，网络父节点和网络子节点，每一个节点为无线传感器设备，该方法包括：

所述子节点接收所述父节点发送的等级广播分组消息，所述等级广播分组消息中包括所述父节点的等级信息和标识号信息，其中，所述父节点与根节点的距离D满足第一条件：D&gt;d+(i-1)*R，R为所述无线传感器网络中的所有节点的通信半径，d&lt;R，i为父节点的等级，且i&gt;=1；

所述子节点根据所述等级信息设定所述子节点的等级，并存储向所述子节点发送所述等级广播分组消息的父节点的标识号信息，以使得所述无线传感器网络建立节点等级结构；

所述无线传感器网络建立所述节点等级结构后，所述子节点根据存储的标识号信息接收所述标识号对应的父节点发送的时间同步消息，并根据所述时间同步消息调节时钟偏移和时钟漂移。

一种无线传感器网络的时间同步方法，所述无线传感器网络包括网络根节点，网络父节点和网络子节点，每一个节点为无线传感器设备，该方法包括：