基于无迹卡尔曼滤波估计的无线传感器网络时钟分辨率优化

在无线传感器网络(WSN)节点的无线电关闭期间,用以维护系统时钟的硬件定时器中断请求(IRQ)是微控制单元(MCU)能耗的重要来源,此时中断频率对WSN节点总能耗影响较大。该文提出一种基于无迹卡尔曼滤波(UKF)估计的时钟分辨率优化方法,根据协议的时间特性来切换中断高低频率。在休眠期间切换到低分辨率,需要唤醒时先通过UKF获得高分辨率计时开始时间的最优估计,再通过分辨率渐变的定时器中断的线性组合来进入高分辨率计时。对Tmote平台的ContikiMAC协议进行的仿真实验中,在无线电占空比(RDC)为0.53%的情况下,所提方法比原始协议总能耗下降28.85%。