[發明專利]一種無線傳感器網絡的自同步方法

有效

• 申請號: 201310504741.9
• 申請日: 2013-10-23
• 公開（公告）號: CN103763765B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發明（設計）人: 鄭國強;李濟順;傅江濤;李冰;亢丙午;李佩佩;李敏;付磊;侯云山;劉偉;高宏峰;徐素莉
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: H04W56/00
• 分類號: H04W56/00;H04W84/18
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司41119
• 代理人: 胡泳棋

1.一種無線傳感器網絡的自同步方法，其特征在于，該自同步方法是以mτ為同步周期，進行m輪自同步，每輪自同步時間為τ，每輪自同步的過程如下：

1）根據無線傳感器網絡中節點的能量和節點的分布，選舉主節點；

2）獲取主節點域所有鄰居節點的時鐘，計算出主節點廣播域內的平均時鐘；

3）以各主節點的時鐘為參考時鐘，從主節點開始以平均傳輸時延和節點能量為基準，選舉擴散節點，并將其擴散至距離主節點最多n跳遠的所有附近節點，n是主節點廣播域內的平均時鐘可以擴散的跳數；

4）根據節點在每輪同步時間內接收到的主節點平均時鐘同步擴散分組計算新的時間T_new：

Tnew=[cM(t)‾+dk+L·Tlocal]/(L+1)]]>

其中為主節點廣播域的平均時鐘，d_k為該節點與主節點間的傳播時延，L為該節點接收到的主節點同步擴散分組的個數減1，

判斷|T_new-T_local|＞δ是否成立，δ為根據節點一輪同步期間的最大漂移和同步要求給定的一個大于0的小數，如果成立，該節點的時鐘就更新為T_new，否則維持本地時鐘T_local不變。

2.根據權利要求1所述的無線傳感器網絡的自同步方法，其特征在于，所述的步驟1）中的選舉的主節點滿足以下兩個條件：

a.節點當前的剩余能量與節點最初具有的最大能量的比值必須大于所設定的門限值；

b.節點隨機等待一定的時間在其廣播域內發出一個聲明為主節點的報文，其廣播域內不存在能夠接收到來自不同節點聲明報文的鄰居節點。

3.根據權利要求2所述的無線傳感器網絡的自同步方法，其特征在于，所述的步驟2）計算主節點廣播域內的平均時鐘的過程如下：

A.主節點廣播啟動時鐘同步分組進行同步；

B.鄰居節點根據接收到的啟動時鐘同步分組，隨機等待一定的時間后，對主節點的啟動時鐘同步分組進行應答；

C.主節點根據接收到的應答分組，計算主節點和鄰居節點間的傳播時延；

D.根據主節點和鄰居節點間的傳播時延和鄰居節點的時鐘時間計算主節點廣播域內所有節點的平均時鐘。

4.根據權利要求3所述的無線傳感器網絡的自同步方法，其特征在于，所述步驟3）中選取的擴散節點滿足以下兩個條件：

a）節點當前的剩余能量與節點最初具有的最大能量的比值必須大于所設定的門限值；

b）節點同主節點或上一級擴散節點的信息時延大于平均單向時延。

5.根據權利要求1所述的無線傳感器網絡的自同步方法，其特征在于，所述步驟3）中主節點廣播域內的平均時鐘可以擴散的跳數n與網絡的布置區域大小W、節點的通信半徑R、網絡的節點數K及主節點占網絡節點數的比例γ有關，由下式確定：確保每次擴散都能覆蓋整個網絡。