基于分簇的高能效无线传感器网络时间同步算法.pdf

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1、2013年第32卷第7期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)109彳＼、、、计算与测试、基于分簇的高能效无线传感器网络时间同步算法李玉飞，王玉秀。(1．中煤科工集团重庆研究院，重庆400037；2．重庆大学自动化学院。重庆4OO044)摘要：针对经典时间同步算法应用于无线传感器网络时主要是提高同步精度而忽略网络能耗的问题，提出了一种基于分簇的高能效无线传感器网络时间同步算法。该算法基于分簇的网络拓扑结构，基站与簇首采用改进的双向同步机制传播同步消息包，簇首与

2、簇内节点采用双向同步机制与被动监听相结合的方式完成时间同步，减少了消息包传输的数量，同时设计了同步分组延迟的周期更新因子，进一步减少了报文开销。仿真结果证明：该机制能减少同步报文开销，降低网络能量消耗，保证良好的同步精度。关键词：无线传感器网络；时间同步；双向同步；被动监听；周期更新因子中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1000-9787(2013)07--0109--04Cluster—basedenergy—eficienttimesynchr0nizati0nalgorithmforwirel

3、esssensornetworksUYu．fei．WANGYu—xiu。(1．ChongqingResearchInstituteofChinaCoalTechnology&EngineeringGroupCorporation，Chongqing400037China；2．SchoolofAutomation，ChongqingUniversity，Chongqing400044，China)Abstract：Aimingattheproblemoftypicaltimesynchronousalgorith

4、msusedinwirelesssensornetworksmainlyfocusonincreasingnetworksynchronizationprecisionbutignorethenetworkenergyconsumption，acluster-basedenergy—eficienttimesynchronizationalgorithmforwirelesssensornetwdrksisproposed．Thisalgorithmisbasedonclusternetworktopology

5、structure，basestationandclusterheadsuseimprovedbidirectionalsynchronizationmechanismtospreadthesynchronizationmessagepackets，clusterheadsandclusternodesusebidirectionalsynchronizationmechanismcombinedwithpassivelistenertocompletetimesynchronizationwhichreduc

6、esnumberoftransmissionmessagepacketsandperiodicupdatefactorofsynchronouspacketdelayisdesigned，andfurtherreducemessageoverhead．Simulationresultsshowthattheschemecanreducetheenergyconsumptionandsynchronouspacketsoverheadinnetworksaswellasensurehighsynchronizat

7、ionprecision．Keywords：wirelesssensornetworks(WSNs)；timesynchronization；bidirectionalsynchronous；passivelistening；cycleupdatefactor0引言忽略了无线信道不确定因素的影响，同步误差较大；RBS算无线传感器网络(wirelesssensornetworks，WSNs)是由法与TPSN算法采用在MAC层打时标的方法，消除了发送部署在检测区域内大量廉价的微型传感器节点通过无线电和访问时间对同步

8、误差的影响，但是在校正过程中需要大通信形成的一个多跳的自组织网络系统，它能够实时监测、量的通信开销，网络负载较大，耗能较高J。针对现存的感知和采集各种环境或监测对象的信息并进行处理，可广无线传感器网络时间同步算法在能耗与同步精度不能兼容泛应用于国防军事、环境监测、应急处理等领域J。的条件下，本文提出了一种基于分簇的高能效的无线传感目前已经存在针对无线传感器网络的经典时间同步算器网络时间