[發明專利]一種無線傳感器網絡節點時基同步批量校準方法

在審

• 申請號: 201410027103.7
• 申請日: 2014-01-18
• 公開（公告）號: CN104796978A
• 公開（公告）日: 2015-07-22
• 發明（設計）人: 谷云輝;張永軍;付立;李伯勇;呂慶輝;黃阿瓊;剛紅潤
• 申請（專利權）人: 交通運輸部科學研究院
• 主分類號: H04W56/00
• 分類號: H04W56/00;H04W84/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及無線傳感器網絡技術領域，尤其涉及一種無線傳感器網絡節點時基同步批量校準方案。?

背景技術

無線傳感器網絡(Wireless?Sensor?Networks，WSN)是由大量的傳感器節點組成，通常包含大量的自組織、多跳無線網絡的分布式節點，集數據采集、融合處理和通信為一體的網絡，其具有組網快捷、靈活，且不受有線網絡約束的優點，因此，在國防軍事、環境監測、醫療衛生、家庭護理等領域都顯示了廣闊的應用前景。?

時間同步是任何分布式系統的重要組成部分，也是無線傳感器網絡的一項重要支撐技術，對于無線傳感器網絡的設計和應用都是關鍵的。目前，很多無線傳感器網絡應用都要求傳感器節點的時鐘保持同步。目前，無線傳感器網絡中一般采用傳統的時間同步方法，例如，以一個校準好的傳感器節點的時鐘為基準，未校準的傳感器節點的時鐘與該校準好的傳感器節點的時鐘進行同步。但由于無線傳感器網絡自身的特點，它在同步范圍、能量消耗以及同步精度上都有特殊的要求，采用傳統的時間同步校準方法的效率太低，不適合無線傳感器網絡節點芯片的大批量校準。?

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供一種無線傳感器網絡節點時基同步批量校準方法及系統，以解決現有技術中無線傳感器網絡節點時鐘同步校準的效率較低的問題。?

根據本發明的一個方面，提供了一種無線傳感器網絡節點時基同步批量校準方法，包括：無線傳感器網絡的主節點從精確授時源獲得精準時鐘信號；所述主節點向所述無線傳感器網絡的所有從節點廣播所述精準時鐘信號；以及所述從節點根據接收到的所述精準時鐘信號對本地的時鐘進行校準。?

優選地，所述從節點根據接收到的所述精準時鐘信號對本地的時鐘進行校準，包括：所述從節點根據所述精準時鐘信號對所述從節點的工作時鐘進行校準；所述從節點利用校準后的所述工作時鐘對所述從節點睡眠時的計時時鐘進行校準。?

優選地，所述從節點根據所述精準時鐘信號對所述從節點的工作時鐘進行校準，包括：所述從節點通過查詢所述精準時鐘信號等待與所述工作時鐘頻率對應的計時邊沿到來，在所述計時邊沿到來時，所述主定時器開始計數，計時預定個脈沖周期后讀取所述主定時器的計數值，將所述計數值與理論值進行比較，得到所述工作時鐘的校準系數；利用所述工作時鐘的校準系數對所述工作時鐘進行校準。?

優選地，所述從節點利用校準后的所述工作時鐘對所述從節點睡眠用的計時時鐘進行校準，包括：屏蔽所述從節點的除從定時器和所述主定時器之外的所有中斷；啟動主定時器開始計數，同時啟動從定時器開始計數；采用查詢方式，當所述從定時器完成預定個脈沖周期定時后，讀取所述主定時器與所述從定時器的計數值，獲取在所述工作時鐘校準之后與所述從定時器的計數值所對應的主定時器理論值，將所述主定時器的計數值與獲取的所述主定時器理論值進行比較得到所述計時時鐘的校準系數；利用所述計時時鐘的校準系數對所述計時時鐘進行校準。?

優選地，在利用所述工作時鐘的校準系數對所述工作時鐘進行校準之前，所述方法還包括：根據所述工作時鐘的溫度系數K₂，對所述工作時鐘的校準系數進行時間同步溫度補償，得到所述工作時鐘最終的校準系數y1：y1＝K₁+K₂·(T-T₀)；其中，K₁為將所述計數值與理論值進行比較得到的所述工?作時鐘的校準系數，K₂為所述工作時鐘的溫度系數，T為當前的實際溫度，T₀為測量所述溫度系數K₂時的溫度。?

優選地，在利用所述計時時鐘的校準系數對所述計時時鐘進行校準之前，所述方法還包括：根據所述計時時鐘的溫度系數K₄，對所述計時時鐘的校準系數進行時間同步溫度補償，得到所述計時時鐘最終的校準系數y2：y2＝K₃+K₄·(T-T₀)；其中，K₃為將將所述主定時器的計數值與獲取的所述主定時器理論值進行比較得到的所述工作時鐘的校準系數，K₄為所述計時時鐘的溫度系數，T為當前的實際溫度，T₀為測量所述溫度系數K₄時的溫度。?

優選地，在所述主節點向所述無線傳感器網絡的所有從節點廣播所述精準時鐘信號之前，所述方法還包括：所述主節點向所述無線傳感器網絡的所有所述從節點廣播同步請求；所述主節點接收到所述從節點在接收到所述同步請求后返回的應答信號。?