[发明专利]无线传感器网络时间同步误差测定方法

说明书

本发明提供一种无线传感器网络时间同步误差测法，利用本方法测量无线传感器网络时间同步后的主从节点时间误差，该方法包括以下步骤：步骤一，无线传感器网络主节点、从节点正确烧写程序，各个节点开始工作，收发通信实现时间同步；步骤二，当主节点系统时间到达某一预设时间时，向外发出一个脉冲开始信号；当从节点系统时间到达预设时间时，向外发出一个脉冲终止信号；步骤三，脉冲开始信号、脉冲终止信号分别送入单片机系统的两个外部中断信号；步骤四，两个外部中断信号分别开启定时器和关闭定时器，单片机系统将定时器所记时间送到数码管。本发明能在12 MHz晶振频率下实现高测量分辨率和小测量误差。

技术领域

本发明属于通信技术领域，主要涉及一种无线传感器网络时间同步误差测定方法。

背景技术

无线传感器网络（WSNs）作为数据采集的一种主要方式被广泛应用在军事国防、工农业控制、城市管理、生物医疗、环境检测、抢险救灾、危险区域远程控制等各个领域，因为其能够满足多种应用而引起了人们的广泛关注。

时间同步是无线传感器网络中的重要关键技术，许多基本的操作，例如数据融合、功率管理、传输调度、位置估计等，都需要网络内无线传感器节点具有精准的时间同步。由于常规的、应用于因特网中的时间同步协议不能直接应用于无线传感器网络，因此人们针对无线传感器网络应用的特定需求，研究人员提出了许多网络时间同步协议，比如TPSN（Timing-sync Protocol for Sensor Networks，时间同步协议）、RBS（ReferenceBroadcast Synchronization，参考广播同步）、FTSP（Flooding Time SynchronizationProtocol，泛洪时间同步协议）等。目前，对时间同步协议理论研究多而对时间同步误差测量方法的研究较少，如何通过实验验证时间同步协议性能并与其他同步协议做比较，是一个主要的开放性研究课题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中对时间同步协议理论研究多而后续实验效果评估少的技术问题，提供一种无线传感器网络时间同步误差测定方法，其能在12MHz晶振频率下实现高测量分辨率和小测量误差，该误差测定方法是基于电子计数法的时间间隔测量方法，易于在单片机系统上实现。

实现本发明目的的技术解决方案说明如下：一种无线传感器网络时间同步误差测定方法，其特征在于，该方法将无线传感器网络的绝对系统时间采集转换成用单片机系统测量相对时间间隔，用来反映无线传感器网络的时间同步误差，该方法包括以下步骤：

步骤一，无线传感器网络主节点、从节点正确烧写程序，各个节点开始工作，收发通信实现时间同步；

步骤二，当主节点系统时间到达某一预设时间时，向外发出一个脉冲开始信号；当从节点系统时间到达预设时间时，向外发出一个脉冲终止信号；

步骤三，脉冲开始信号、脉冲终止信号分别送入单片机系统的两个外部中断信号，下降沿有效；

步骤四，两个外部中断信号分别开启定时器和关闭定时器，单片机系统将定时器所记时间送到数码管，实现时间同步误差测定和显示。

优选地，所述单片机系统由51系列单片机、晶振模块、电源模块、锁存器和数码管组成。

优选地，所述51系列单片机产生基准的定时信号，检测并接收外界的时间间隔信号、控制数据传输模块的时序，是整个测量系统的前提和控制中心。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：一，测量误差在±2%左右，晶振电路采用12 MHz的石英晶振，机器周期为12×1/(12×10^6)，即1 μs，可以满足绝大多数应用的测量精度要求。二，该误差测定方法能测量出同步误差范围为2.5 μs ~11.36 s。

附图说明

图1是无线传感器网络时间同步误差测定方法实验平台框图；