一种大规模无线传感器网络时间同步方法

摘要

本发明公开了一种大规模无线传感器网络时间同步方法，是通过基于动态路径的时间同步机制和节点同步信息转发资格认证机制，能够抑制多跳误差的累计、消除时钟频率突变对同步精度带来的影响，对网络拓扑结构的变化也有更强的适应性，且有利于节省能耗；采用参考节点空洞应对机制能够处理同步过程中断状况，保证网络同步的可靠进行。发明中参考节点选取等待时间、转发资格认证机制中的资格阈值、最大等待时间可根据实际应用中的同步精度和节点能量的紧缺状况进行调整，以适应不同应用场景下的需求。

主权项

一种大规模无线传感器网络时间同步方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)根节点发起同步，同步开始时，由根节点决定同步数据包的类型为时间同步包或者转发资格认证包，同时设定同步轮次和同步跳数等参数信息，将数据包发出，启动定时器，经过一个同步周期的间隔后再次发起下一轮同步；(2)参考节点的选择，非根节点在同步开始时监听其他节点发来的同步数据包，收到第一个数据包后，如果是时间同步数据包，则设定时间同步定时器开始参考节点优选过程，在定时器到时之前，节点持续接收其他同步数据包，比较收到的数据包的性能参数Std，选取最优时间性能的节点为同步参考节点；(3)非根节点转发资格认证，根据网络具体要求设定资格阈值，非根节点监听到转发资格认证包后，则设定资格认证定时器开始转发资格认证过程，在定时器到时之前，节点持续接收其通信范围内其他邻居节点发来的资格认证数据包，记录邻居节点数，并对自己在邻居域内进行性能排位，如果排位小于资格阈值，则认为本节点具有转发资格，在时间同步过程中完成本节点的时间同步后，还需转发时间同步消息；(4)非根节点同步，当待同步节点选定参考节点后，关闭同步数据包的监听，利用该参考节点发来的时间信息以及收到这个数据包时本节点的时间记录，计算出时间偏差和延时，进行本地时钟的校正，如果本节点具有转发资格，还需向其他节点发出同步包；(5)网络的扩展，当有新的节点加入到已经运行的网络中时，可以根据性能参数Std无障碍的进行参考节点选择完成时间同步，根据与邻居节点的性能参数交换完成资格认证；当有节点失效时，以其为参考节点的下一跳节点重新选择新的参考节点。