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一种无线传感器网络的高精度时钟同步方法，其特征在于，所述无线传感器网络包括上位机、以太网、网关、簇头节点和传感器节点；上位机和网关通过以太网相连，网关通过Wi‑Fi无线网络连接无线传感器网络内的各个簇头节点，每个簇头节点通过Zigbee无线网络与簇内的传感器节点相连；每个簇头节点上配置GPS模块；所述簇头节点和传感器节点均在发送数据时，将数据从MAC层到达物理层的时间记录下来作为精确地发送时间，在接收数据时，将数据从物理层到达MAC层的时间记录下来作为精确地接收时间；该同步方法包括如下步骤：1）上位机通过以太网发布控制指令，网关将该控制指令通过Wi‑Fi无线网络转发给各簇头节点；2）各簇头节点接收到控制指令后，启动各自内置的授时型GPS模块实时接收GPS信号，产生精准的秒脉冲触发信号并作为簇头节点的时钟基准，对簇头节点内部的时钟进行校准，从而实现各个簇头节点的时钟同步；3）每个簇头节点通过Zigbee无线网络按照顺序依次对簇内的每一个传感器节点进行时钟同步；对一个传感器节点进行时钟同步的具体过程包括如下两个阶段：首先为两个阶段定义变量Offset和Delay，Offset是簇头节点与传感器节点之间的当前时钟偏移，Delay是簇头节点与传感器节点之间的当前传输延迟时间，在第一次时钟同步之前令Delay=0；第一阶段：A1）簇头节点向传感器节点发出一个同步信息Sync，并测量精确的发送时间TM1，传感器节点测量出接收的准确时间TS1；簇头节点在Sync信息发出后发出一个接续信息Follow_Up，该Follow_Up信息中携带所述TM1；A2）传感器节点更新当前时钟偏移：Offset=TS1－TM1－Delay；A3）传感器节点更新本地时钟Ts：Ts=Ts－Offset；第二阶段：B1）传感器节点向簇头节点发出延迟请求信息Delay_Req，并记录准确的发送时间TS3，簇头节点收到Delay_Req后，在延迟响应信息包Delay_Resp记录准确的Delay_Req信息接收时间TM3，并返回给传感器节点；B2）传感器节点更新传输延迟时间Delay=（TM3‑TS3）/2；B3）传感器节点更新当前时钟偏移Offset=－Delay；B4）传感器节点更新本地时钟Ts：Ts=Ts－Offset；此后，无线传感器网络进入正常工作状态。 |
