一种低内存开销的分布式无线传感网络时间同步方法技术

本发明专利技术公开了一种低内存开销的分布式无线传感网络同步方法，该方法是基于分布式平均算法，各个节点内存大小可控，网络中各个节点功能一致，无参考节点和固定拓扑结构；每个节点周期性发送同步信标，利用接收到的同步信标中的数据进行时钟调整；节点在发送同步信标时同时发送本地存储的历史时间戳数据，接收节点可以直接在同步信标中找到可用的时间戳，无需查找本地存储数据；发送节点通过内存管理策略及时释放已被使用的数据，达到降低内存占用的目的。本发明专利技术可以让内存小、价格低廉的无线节点能应用在大规模的动态网络和密集型分布式网络中。

A low memory overhead time synchronization method for Distributed Wireless Sensor Networks

The invention discloses a distributed wireless sensor network synchronization method of a low memory overhead, this method is a distributed algorithm based on average, each node memory size controllable, each node in the network functions, no reference node and fixed topology; each node periodically sends a synchronization beacon, the clock is adjusted by the synchronization in the received beacon the nodes in the data; sending the synchronous beacon and sends the history timestamp data stored locally, the receiving node can directly find the timestamp available in synchronous beacon, without the need to find local storage data; sending node through the memory management strategy has been used timely release of data, to reduce the memory footprint of the objective. The present invention enables small memory and low cost wireless nodes to be used in large-scale dynamic networks and dense distributed networks.

【技术实现步骤摘要】
一种低内存开销的分布式无线传感网络时间同步方法
本专利技术涉及一种无线传感网络时间同步方法，特别涉及一种低内存开销的分布式无线传感网络同步方法。
技术介绍
无线传感网络由大量传感器节点构成，拥有数据采集、通信和处理能力。随着技术的不断成熟，无线传感网络以其成本低、组网便捷、低功耗等特点，被越来越多地被应用在物联网家居、工业控制以及医疗卫生等领域。时间同步是无线传感网络研究的热点问题之一，在目标追踪、网络管理、电气监控等网络应用中，高精度的时间同步是数据处理的基础和保障。由于传感网络中节点时钟晶振的工艺存在差异，以及温度和电压等因素影响，造成晶振计数不准确，导致了不同节点各自时钟存在不一致的现象，它们的时钟会逐渐相互偏离。传统的时间同步方法包括RBS(Reference-BroadcastSynchronization)，TPSN(Timing-syncProtocolforSensorNetworks)，FTSP(FloodingTimeSynchronizationProtocol)等，这类时间同步算法通常需要有参考节点来为其它节点提供参考时间，因而称之为集中式同步算法。集中式同步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低内存开销的分布式无线传感网络时间同步方法，其特征在于，其步骤为：S1：初始化节点配置；S2：发送节点周期性地广播同步信标，通过所述同步信标提供历史时间戳及发送节点广播同步信标时记录的第一时间戳；S3：释放内存空间：所述发送节点在广播完同步信标后，清除发送节点的已被发送的历史时间戳，释放内存；S4：时钟修正：接收节点接收到所述发送节点广播的同步信标，从同步信标获得第一时间戳及历史时间戳，并对所述接收节点接收到所述同步信标时的第二时间戳进行记录，用来对时钟进行修正。

【技术特征摘要】
1.一种低内存开销的分布式无线传感网络时间同步方法，其特征在于，其步骤为：S1：初始化节点配置；S2：发送节点周期性地广播同步信标，通过所述同步信标提供历史时间戳及发送节点广播同步信标时记录的第一时间戳；S3：释放内存空间：所述发送节点在广播完同步信标后，清除发送节点的已被发送的历史时间戳，释放内存；S4：时钟修正：接收节点接收到所述发送节点广播的同步信标，从同步信标获得第一时间戳及历史时间戳，并对所述接收节点接收到所述同步信标时的第二时间戳进行记录，用来对时钟进行修正。2.如权利要求1所述的一种低内存开销的分布式无线传感网络时间同步方法，其特征在于，所述步骤S1中，初始化节点配置的方法为：每个节点初始的漂移率参数设为1，初始的偏移参数设为0。3.如权利要求1所述的一种低内存开销的分布式无线传感网络时间同步方法，其特征在于，所述步骤S2中，设第一节点和第二节点为网络中的任意两个相邻节点，第二节点作为发送节点，按照周期广播第二同步信标给第一节点时，所述第二同步信标将添加所述第二节点的内存中存储的历史时间戳和该历史时间戳所对应的第一节点的地址ID；所述历史时间戳是在上一次通信时该第一节点作为发送节点向所述第二节点广播第一同步信标时记录的第三时间戳和所述第二节点接收到该第一节点广播的第一同步信标时记录的第四时间戳。4.如权利要求1所述的一种低内存开销的分布式无线传感网络时间同步方法，其特征在于，设第一节点和第二节点为网络中的任意两个相邻节点，首次通信时第一节点作为发送节点广播的同步信标中不包含与第二节点对应的历史时间戳；第二节点存储其在接收同步信标时的第二时间戳和所述第一节点在广播同步信标时的第一时间戳，并将该第一时间戳和该第二时间戳存储为与该第一节点对应的历史时间戳；所述首次通信不进行时钟修正。5.如权利要求1所述的一种低内存开销的分布式无线传感网络时间同步方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述同步信标包含：发送节点在其广播时所记录的第一时间戳、发送节点的时钟参数和发送节点的内存中所存储的历史时间戳；所述时钟参数包含漂移率参数和偏移参数；所述发送节点的网络地址的格式为2字节，所述发送节点时钟参数的格式为4字节，所述发送节点记录的时间戳的格式为6字节，存储在所述发送节点的历史时间戳的...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜勇，盛戈皞，江秀臣，施国勇，何津，王国兴，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，上海交通大学，华东电力试验研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31