通过簇平均实现无线传感器网络平均时钟同步的方法

摘要

本发明提出了一种通过簇平均实现无线传感器网络平均时钟同步的方法。其实现步骤是：(1)把无线传感器网络划分成互连相交的若干簇；(2)利用发报机向物理信道广播一次同步信令，簇内节点分别记录各自接到信令的本地时间；(3)簇内节点将记录的本地时间依次发送给其它节点，直到最后一个节点接收到，并由它计算出所有时间的平均值，同时将该平均值依次发送给其它节点，所有节点根据此平均值调整本地时钟的相位，使各自的本地时钟更新到此平均值，实现簇内节点的局部同步；(4)重复步骤(2)～(3)，直到同步误差达到阈值，停止循环，实现整个网络的全局时钟同步。本发明降低了能耗，提高了同步精度和网络的可扩展性，可用于大规模网络的时钟同步。

主权项

一种通过簇平均实现无线传感器网络平均时钟同步的方法，包括如下步骤：(1)根据网络中传感器节点间的通信关系，将无线传感器网络划分成互连相交的若干簇，每个簇内都设有一个发报机；(2)利用发报机向物理信道广播一次同步信令，簇内所有节点在同一时刻接收到来自信道的同步信令，并分别记录各自接到同步信令的本地时间；(3)簇内的起始节点向其邻近节点发送一个记录本地时间的数据包，该邻近节点将记录的本地时间和接收到的时间一同集成数据包传送给它的邻近节点，以此类推，直到簇内最后一个节点接收到数据包，停止传送，即最后这个节点知道了步骤(2)中记录的所有的本地时间；(4)簇内最后一个节点计算出所有本地时间的平均值，并根据此平均值增加或减小自己本地时钟的相位，以使自己的本地时钟更新到该时间平均值，同时将该平均值发送给起始节点；(5)起始节点将接收到的时间平均值作为基准时间，增加或减小自己的本地时钟的相位，以使自己的本地时钟更新到此时间平均值，同时将此时间平均值传送给它的邻近节点；(6)起始节点的邻近节点根据接收到的时间平均值，增加或减小自己的本地时钟的相位，以使自己的本地时钟更新到此时间平均值，同时将该时间平均值发送给自己的临近节点，以此类推，直到簇内所有节点都更新自己的本地时钟，停止传送，即簇同步于时间平均值；(7)重复步骤(2)～(6)，依次进行各个簇内节点的局部同步；(8)根据实际应用中网络允许的误差范围，设定阈值，重复步骤(7)，直到网络节点间的同步误差达到设定阈值时，停止循环，由于簇与簇之间存在交叉重叠而具有关联性，簇内时间平均值高的逐渐向低逼近，簇内时间平均值低的逐渐向高逼近，最后所有网络节点逐渐折中收敛于整个网络时间的平均值，则实现了整个网络的全局时钟同步。