基于簇型网络的时间同步算法研究

随着通信、电子和嵌入式技术的飞速发展，无线传感器网络在军事探测、环境观测、医疗护理、工业控制等诸多领域都展现出了广阔的应用前景，它把逻辑上的信息世界与真实的物理世界紧密联系起来，从而实现对物理世界无处不在的监控。目前，针对无线传感器网络的研究已经成为信息领域的热点。 无线传感器网络很多功能的实现都需要众多感器节点的共同工作，所以时间同步就成为传感器网络的一项关键技术，在实际应用中具有十分重要的作用。现阶段，单跳时间同步算法已经比较成熟，但多跳时间同步算法相对较弱。无线传感器网络具有的处理能力、能量有限等方面的特点，使得现有的时间同步算法不能很好的满足实际的应用需求。因此，论文针对规模较大、密度较高的簇型无线传感器网络，提出了一种改进算法CITPSN。 论文介绍和分析了无线传感器网络的几种典型时间同步协议，针对簇型无线传感器网络的特点和典型时间同步算法TPSN的不足，结合参考广播同步RBS算法，提出了基于簇型网络的改进型算法CITPSN。该算法以簇型网络为基础，经过簇间同步和簇内同步完成全网同步。在簇间同步阶段，采用双向消息交换的同步机制完成各簇头间的同步。在簇内同步阶段，采用改进的双向消息交换同步机制，完成簇头与簇内节点的同步。 最后，本文通过网络仿真工具OMNET++仿真证明，CITPSN算法相对于经典双向消息交换TPSN算法在同步精度与能量节省上均存在优势。