[發(fā)明專利]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的時間同步方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110236264.3
• 申請日: 2011-08-17
• 公開（公告）號: CN102355319A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 呂廣燊;于峰崎;曹光明
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院
• 主分類號: H04J3/06
• 分類號: H04J3/06;H04W56/00
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 吳平

1.一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的時間同步方法，包括如下步驟：

生成同步數(shù)據(jù)包，并在所述同步數(shù)據(jù)包中標(biāo)記發(fā)送時間戳；

向子節(jié)點(diǎn)傳輸所述同步數(shù)據(jù)包；

接收所述同步數(shù)據(jù)包，并在所述同步數(shù)據(jù)包中標(biāo)記接收時間戳；

根據(jù)所述同步數(shù)據(jù)包中發(fā)送時間戳和接收時間戳對所述子節(jié)點(diǎn)補(bǔ)償時鐘飄移。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的時間同步方法，其特征在于，所述在所述同步數(shù)據(jù)包中標(biāo)記所述時間戳的步驟為：

檢測傳輸信道是否處于空閑狀態(tài)，若是，則從訪問控制層獲取發(fā)送時間；

根據(jù)獲取到的發(fā)送時間生成發(fā)送時間戳；

將所述生成的發(fā)送時間戳標(biāo)記于所述同步數(shù)據(jù)包中。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的時間同步方法，其特征在于，所述向子節(jié)點(diǎn)傳輸所述同步數(shù)據(jù)包的步驟為：

發(fā)送所述同步數(shù)據(jù)包中的包頭；

待所述包頭發(fā)送完畢之后從訪問控制層獲取時間；

根據(jù)所述獲取到的時間修改所述包頭對應(yīng)的同步數(shù)據(jù)包中所述標(biāo)記的發(fā)送時間戳；

傳輸所述修改了標(biāo)記的發(fā)送時間戳的同步數(shù)據(jù)包。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的時間同步方法，其特征在于，所述接收所述同步數(shù)據(jù)包的步驟之后還包括：

判斷所述同步數(shù)據(jù)包中的同步序號是否大于所述子節(jié)點(diǎn)中存儲的同步序號，若是，則進(jìn)入所述在所述同步數(shù)據(jù)包中標(biāo)記所述接收時間戳的步驟。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的時間同步方法，其特征在于，所述根據(jù)所述同步數(shù)據(jù)包中發(fā)送時間戳和接收時間戳對所述子節(jié)點(diǎn)補(bǔ)償時鐘飄移的步驟為：

通過同步數(shù)據(jù)包的字節(jié)長度以及發(fā)射速率之商得到字節(jié)校準(zhǔn)時間；

根據(jù)所述同步數(shù)據(jù)包中接收時間戳、發(fā)送時間戳以及字節(jié)校準(zhǔn)時間得到時鐘偏移量；

對所述時鐘偏移量以及子節(jié)點(diǎn)所處時間進(jìn)行最小二乘法直線擬和得到線性回歸直線；

根據(jù)所述線性回歸直線對所述子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行時鐘飄移補(bǔ)償。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的時間同步方法，其特征在于，所述根據(jù)所述同步數(shù)據(jù)包中接收時間戳、發(fā)送時間戳以字節(jié)校準(zhǔn)時間得到時鐘偏移量的步驟之后還包括：

將所述時鐘偏移量存儲于所述子節(jié)點(diǎn)的歷史數(shù)據(jù)中；

所述方法還包括：

當(dāng)未接收到同步數(shù)據(jù)包時從子節(jié)點(diǎn)的歷史數(shù)據(jù)中獲取存儲的時鐘偏移量，并根據(jù)所述存儲的時鐘偏移量對所述子節(jié)點(diǎn)補(bǔ)償時鐘飄移。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的時間同步方法，其特征在于，所述根據(jù)所述同步數(shù)據(jù)包中發(fā)送時間戳和接收時間戳對所述子節(jié)點(diǎn)補(bǔ)償時鐘飄移的步驟之前還包括：

從接收到的同步數(shù)據(jù)包中獲取標(biāo)記的發(fā)送時間戳和接收時間戳，并通過所述接收時間戳和發(fā)送時間戳之差得到時鐘變化量；

計算所述時鐘變化量與變化均值之間的差值；

判斷所述差值是否小于閾值，若否，則清除所述接收到的同步數(shù)據(jù)包，若是，則進(jìn)入所述根據(jù)所述同步數(shù)據(jù)包中發(fā)送時間戳和接收時間戳對所述子節(jié)點(diǎn)補(bǔ)償時鐘飄移的步驟。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的時間同步方法，其特征在于，還包括：

判斷接收到的同步數(shù)據(jù)包數(shù)量是否大于設(shè)定的數(shù)量閾值，若否，則進(jìn)入所述接收所述同步數(shù)據(jù)包的步驟，若是，則

判斷所述子節(jié)點(diǎn)的偵聽時間是否達(dá)到偵聽周期，若是，則所述子節(jié)點(diǎn)進(jìn)入睡眠狀態(tài)；

判斷所述子節(jié)點(diǎn)的睡眠時間是否達(dá)到睡眠周期，若是，則喚醒所述子節(jié)點(diǎn)，并進(jìn)入所述所述接收所述同步數(shù)據(jù)包的步驟。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的時間同步方法，其特征在于，還包括：

根據(jù)所述子節(jié)點(diǎn)的睡眠時間判斷是否達(dá)到同步時間，若是，進(jìn)入所述通過生成同步數(shù)據(jù)包，并在所述同步數(shù)據(jù)包中標(biāo)記所述發(fā)送時間戳的步驟。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的時間同步方法，其特征在于，所述接收所述同步數(shù)據(jù)包的步驟之后還包括：

判斷傳輸所述同步數(shù)據(jù)包的父節(jié)點(diǎn)是否發(fā)生變化，若是，則清除所述子節(jié)點(diǎn)中存儲的時鐘偏移量，若否，則進(jìn)入接收所述同步數(shù)據(jù)包的步驟。