一种改进的TPSN时间同步算法的实现

时间同步作为无线传感器网络应用的一项支撑技术,对无线传感器网络的设计和应用都很关键.在满足无线传感器网络时间同步精度要求的前提下,应尽可能节约能源,在对现有的时间同步机制进行分析研究的基础上,给出了一种改进的TPSN时间同步算法.并利用网络仿真器NS2对改进的算法进行仿真验证,取得了满意的结果.

无线微震传感器网络高精度时间同步技术研究

时间同步技术作为无线微震传感器网络的核心技术之一,是网络协调运行的关键。首先研究了无线传感器网络时间同步原理及影响同步精度的因素;其次研究了经典无线时间同步协的实现方法;然后仿真对比了传感器网络时间同步协议(Timing-sync Protocol for Sensor Networks,TPSN)和泛洪式时间同步协议(Flooding Time Synchronization Protocol,FTSP)的同步精度;再针对FTSP协议的不足提出一种改进的G-FTSP协议,能有效提高无线传感器网络时间同步精度;最后估算由时间同步误差造成的微震震源定位误差,验证G-FTSP协议满足实际生产需求。

基于NS2的TPSN协议的移植

时间同步是无线传感器网络及其应用的关键技术之一,近年来,无线传感器网络的时间同步得到了深入的研究.当进行时间同步协议的开发和仿真时,可以利用网络仿真工具NS2对其进行研究.在NS2平台上利用C++语言编写TPSN时间同步协议所需的各个模块,然后将它们进行整合并且成功移植到NS2中,为下一步的研究提供基础.

基于CC2530的改进TPSN算法

针对无线传感器网络(WSNs)振动监测同步精度低的问题,提出了一种基于帧首定界符(SFD)硬件捕获机制的改进传感器网络时间同步协议(TPSN)。采用硬件捕获时间戳的方式消除部分软件延迟因素,如发送延迟、访问延迟和接收延迟,在补偿时钟偏差的同时采用最小二乘法估计补偿时钟漂移。为验证算法可行性,选用链状拓扑结构,在CC2530硬件平台上进行了单跳及多跳同步测试。试验结果表明:单跳误差0.727_(μs),2跳误差2.65_(μs),3跳误差6.833_(μs)。相比典型TPSN,提出的算法具有较好的同步效果,可满足振动监测应用需求。

无线传感器网络按需时间同步算法研究

节点的时间同步是无线传感器网络的一项支撑技术。鉴于目前对低能耗的多跳时间同步算法的研究相对缺乏,本文在分析了TPSN时间同步算法的基础上,提出了一种适合低流量无线传感器网络的低能耗多跳按需时间同步算法。具体阐述了单点同步和多点同步算法,分析了算法的精度与复杂度。仿真实验表明本文提出的算法与TPSN算法相比,在相同精度的前提下,具有复杂度低、节能等优点。

无线传感器网络中基于层次结构的时间同步算法

时间同步作为无线传感器网络的关键技术之一,对整个网络的工作和发展有着至关重要的作用。提出了基于层次结构的传感器网络时钟同步协议(TPSN)改进算法:在层次建立阶段采取等级广播,在同步阶段采取直接双向和间接双向相结合的时间同步方式,获得相对较少的报文开销和系统维护开销;进行了时间频率偏移校正,以保证节点的时间同步精度。仿真实验结果表明,该算法不仅提高了网络的同步精度,也节约了网络的能量消耗,更加满足实际应用的需求。

能量有效的无线传感器网络时间同步算法

针对无线传感器网络时间同步能耗问题,提出一种能量有效的时间同步算法。该算法结合了TPSN协议和RBS协议的特点,利用无线信道的广播特性,在两个参考节点广播域里的所有节点通过监听参考节点之间的数据包交换而达到同步。并提出一种同步节点选择方法,将该同步算法扩展到多跳网络。实验结果表明,该算法在保持同步精度的同时降低了能量消耗。

基于树状网络拓扑的分簇时间同步算法

无线传感网络(Wireless Sensor Network)的时间同步面临的两大难题是同步精度和能量消耗,传统的TPSN同步算法存在网络拓扑复杂,网络通信开销大,同步精度差等问题。该文提出的HCTS(Hierarchical-Clustering Time Synchronization)算法,改变了网络拓扑的形成方式,节点根据自身剩余能量与源节点的距离大小计算相对适应度函数的值并将其返回给源节点,超过网络预先设定阈值的节点即成为簇头,普通节点则加入距离自身最近的簇头,在经过改进的网络拓扑中利用簇头之间的层级同步以及簇头和成员之间的带有频偏补偿的DMTS同步维持整个网络的同步精度。在OMNET平台上对随机建立的传感网络进行验证,结果表明HCTS算法能对网络拓扑起到一定的优化作用,在算法性能上不仅拥有相比于TPSN算法更好的同步精度,同时也能大幅减少网络通信开销。