[發明專利]一種基于溫度感知的無線傳感器網絡時間同步方法

有效

• 申請號: 201410341165.5
• 申請日: 2014-07-17
• 公開（公告）號: CN104168641B
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 金夢;房鼎益;陳曉江;劉晨;徐丹;郭軍
• 申請（專利權）人: 西北大學
• 主分類號: H04W56/00
• 分類號: H04W56/00
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所61216
• 代理人: 李婷

1.一種基于溫度感知的無線傳感器網絡時間同步方法，其特征在于：

記R為無線傳感器網絡中的參考節點，N為除參考節點之外的任意一個傳感器節點，網絡初始化后，節點N重復執行以下周期，該周期包括步驟一至步驟三：

步驟一，敏感度因子確定

步驟S10，節點N向參考節點R發送時間同步請求數據包；

步驟S11，節點R在收到時間同步請求數據包后，向節點N依次返回四個應答數據包：M₀,M₁,M₂,M₃，每個數據包中記錄發送該數據包時時刻節點R的本地時間，分別為time(R)₀～time(R)₃；M₀與M₁、M₂與M₃間隔時間均為1s；M₁與M₂間隔時間為10min；

步驟S12，節點N在接收到數據包M₀～M₃的同時，記錄自己的本地時間time₀～time₃以及節點N當前所處的環境溫度temp₀～temp₃；

步驟S13，節點N對其在time₁以及time₃的頻偏skew₁以及skew₃進行計算：

步驟S14，節點N根據頻偏及溫度信息對當前敏感度因子TSF值進行計算：

公式2中，Temp為標準溫度，取值為25℃；

步驟二，敏感度因子間隔確定

步驟S20，節點N獲取此刻所處環境溫度T₁，節點N上一周期該時刻所處環境溫度為T_pre，則節點N的溫度變化率DT為：

公式3中，d_pre為上一周期步驟S22獲得的敏感度因子間隔d的值；

步驟S21，節點N計算當前累積誤差值error：

步驟S22，節點N對敏感度因子間隔d進行設定，方法為：

公式5中，μ＝150～900μs，λ＝0.6～1.4℃，d_std＝20min；

步驟S23，節點N設置當前頻偏值skew為skew₃，Δt時長后轉入步驟S31，100s＜Δt＜10000s；

步驟三，本地時間更新

步驟S30，節點N獲取其此刻所處環境溫度T₂，根據步驟S14計算的敏感度因子TSF對節點當前頻偏進行計算：

skew＝TSF·(T-Temp)²(公式6)

上式中，T表示時間；

步驟S31，節點N計算當前的相偏：

公式7中，skew_pre為上一周期步驟S23或步驟S30獲得的當前頻偏值，offset_pre為上一周期步驟S31計算出的當前相偏值；

步驟S32，若節點N的當前相偏滿足：

則節點N對自身本地時間進行更新，更新后的本地時間clock為：

clock＝clock_pre+offset (公式9)

在公式8和公式9中，ε為本地時鐘周期，clock_pre為更新前的本地時間；更新完畢后，節點N將offset_pre清零；

步驟S33，節點N查看計時器，若時長d未到時，則休眠Δt時長后轉至步驟S30；否則，完成本周期，轉入步驟S10開始執行下一周期。