[发明专利]无线传感器网络的平均时钟同步方法

摘要

本发明提出了一种无线传感器网络的平均时钟同步方法，用于主要解决现有方法不适用于低密度网络和对网络可扩展性的限制问题。其实现步骤是：(1)将无线传感器网络的拓扑结构抽象成图模型G，将初始时刻网络节点的时钟值作为节点初始值；(2)由切换信号s(k)控制的边eij同时传递数据包进行通信，边eij连接的节点i和j发送接受三个数据包实现节点的平均时间操作，完成各自本地时钟的更新；(3)重复执行步骤(2)，直到网络节点间的最大差量渐进趋于一个允许范围内的误差，网络达到平均时钟同步，网络节点持续工作，稳定保持时钟同步状态。本发明可适用于任意高密度或低密度网络，网络同步于节点平均值，能较稳定的保持同步状态，提高网络的可扩展性。

主权项

一种无线传感器网络的平均时钟同步方法，包括如下步骤：(1)将无线传感器网络的拓扑结构抽象成图模型，绘制出这个图模型G；(2)对图模型G＝{N，V，E}中的节点进行随机编号1，2，...，N，其中，N表示网络中传感器节点总数，V表示传感器节点集，E表示所有无向边的集合；(3)将初始时刻网络节点的时钟值作为节点初始值，标记为T1(0)，T2(0)，...，TN(0)；(4)在对图模型G的操作流程中，由切换信号s(k)控制的边集合{eij}所对应的节点按如下步骤同时进行通信，并保证不会引起通信冲突，其中k是生成边集合{eij}的迭代次数，k的取值不同对应的边集合{eij}也不同，当网络中所有的边都通信了一次时，将k置1，重新迭代：(4a)边集合{eij}中的边eij对应的节点i与j进行通信，节点i将它自己的本地时间Ti1发送给节点j，节点j在Tj1时刻接收到这个数据包；(4b)节点j接收到来自节点i的数据包后，将自己此时的本地时间Tj1回复给节点i，节点i在Ti2时刻接收到这个数据包后，计算并更新本地时间为：T′i2＝(Tj1+Ti2+tau(1))/2，其中tau(1)是节点j发送给节点i数据包时的传递时间；(4c)节点i在更新本地时间的同时，将自己此时的本地时间Ti2回复给节点j，当节点j在Tj2时刻接收到这个数据包后，计算并更新本地时间为：T′j2＝(Ti2+Tj2+tau(2))/2，其中tau(2)是节点i发送给节点j数据包时的传递时间；(5)重复执行步骤(4)，直到网络节点间的最大差量渐进趋于一个允许范围内的误差，网络达到平均时钟同步，网络节点持续工作，稳定保持时钟同步状态。