[发明专利]一种基于温度感知的无线传感器网络时间同步方法

权利要求书

1.一种基于温度感知的无线传感器网络时间同步方法，其特征在于：

记R为无线传感器网络中的参考节点，N为除参考节点之外的任意一个传感器节点，网络初始化后，节点N重复执行以下周期，该周期包括步骤一至步骤三：

步骤一，敏感度因子确定

步骤S10，节点N向参考节点R发送时间同步请求数据包；

步骤S11，节点R在收到时间同步请求数据包后，向节点N依次返回四个应答数据包：M₀,M₁,M₂,M₃，每个数据包中记录发送该数据包时时刻节点R的本地时间，分别为time(R)₀～time(R)₃；M₀与M₁、M₂与M₃间隔时间均为1s；M₁与M₂间隔时间为10min；

步骤S12，节点N在接收到数据包M₀～M₃的同时，记录自己的本地时间time₀～time₃以及节点N当前所处的环境温度temp₀～temp₃；

步骤S13，节点N对其在time₁以及time₃的频偏skew₁以及skew₃进行计算：

步骤S14，节点N根据频偏及温度信息对当前敏感度因子TSF值进行计算：

公式2中，Temp为标准温度，取值为25℃；

步骤二，敏感度因子间隔确定

步骤S20，节点N获取此刻所处环境温度T₁，节点N上一周期该时刻所处环境温度为T_pre，则节点N的温度变化率DT为：

公式3中，d_pre为上一周期步骤S22获得的敏感度因子间隔d的值；

步骤S21，节点N计算当前累积误差值error：

步骤S22，节点N对敏感度因子间隔d进行设定，方法为：

公式5中，μ＝150～900μs，λ＝0.6～1.4℃，d_std＝20min；

步骤S23，节点N设置当前频偏值skew为skew₃，Δt时长后转入步骤S31，100s＜Δt＜10000s；

步骤三，本地时间更新

步骤S30，节点N获取其此刻所处环境温度T₂，根据步骤S14计算的敏感度因子TSF对节点当前频偏进行计算：

skew＝TSF·(T-Temp)²(公式6)

上式中，T表示时间；

步骤S31，节点N计算当前的相偏：

公式7中，skew_pre为上一周期步骤S23或步骤S30获得的当前频偏值，offset_pre为上一周期步骤S31计算出的当前相偏值；

步骤S32，若节点N的当前相偏满足：

则节点N对自身本地时间进行更新，更新后的本地时间clock为：

clock＝clock_pre+offset (公式9)

在公式8和公式9中，ε为本地时钟周期，clock_pre为更新前的本地时间；更新完毕后，节点N将offset_pre清零；

步骤S33，节点N查看计时器，若时长d未到时，则休眠Δt时长后转至步骤S30；否则，完成本周期，转入步骤S10开始执行下一周期。