[发明专利]一种基于无线传感器网络的声波同步采集系统和方法

权利要求书

1.一种基于无线传感器网络的声波同步采集系统的方法，该方法所基于的系统包括无线收发模块、若干个传感器采集节点、一个传感器汇聚节点、微处理器MCU、上位机；

上位机和汇聚节点之间、汇聚节点和采集节点之间通过无线收发模块进行通信；

传感器汇聚节点完成采集外界击打信号并记录该时刻，同时向传感器采集节点广播对时指令和数据传输指令；

传感器采集节点完成采集经介质传播延迟后的击打信号并记录该时刻，并接收汇聚节点的指令；

微处理器MCU则控制传感器采集节点、传感器汇聚节点和无线收发模块，实现无线通信、数据采集和协议的处理；

上位机完成传感器采集击打信号的处理并执行各传感器节点记录采集击打信号时间的对准算法；

其特征在于：该方法具体包含如下步骤：

步骤(1)由汇聚节点以本地时钟频率进行计数并广播计数广播帧，通知所有采集节点以各自时钟频率进行计数；；汇聚节点和采集节点的计数值分别为B1_SINK，B1_Si；；

步骤(2)在计数广播帧发出后指定时间内，汇聚节点应受到击打，汇聚节点记录受到击打时的计数值S，各采集节点记录感应到声波时刻的计数值Mi；当汇聚节点计数达到指定次数N后，广播停止计数广播帧，通知各采集节点停止计数，各采集节点保存计数值Ni，汇聚节点和采集节点的计数值分别为B2_SINK，B2_Si；若在计数广播帧发出后指定时间内，汇聚节点没有受到击打，则汇聚节点重新广播计数广播帧，即转至步骤(1)；

步骤(3)汇聚节点收集计数值S、Mi、N、Ni，并无线传至上位机；

步骤(4)由上位机执行对时算法，完成采集节点时钟与汇聚节点时钟的对时；

对步骤(4)由上位机执行对时算法时，t_r、t_s和t_d均以汇聚节点时钟为基准时钟；t_r为从汇聚节点第一次广播到采集节点收到声波所经历的时间；t_s为从汇聚节点第一次广播到汇聚节点收到声波所经历的时间；t_d为从汇聚节点收到声波到采集节点收到声波所经历的时间；具体计算过程如下：

步骤(1)，t_r的计算；

步骤(2)，t_s的计算；t_s＝S-B1_SINK；

步骤(3)，t_d的计算；t_d＝t_r-t_s。