物联网的无线多跳时隙同步的方法技术

本发明专利技术涉及一种物联网的无线多跳时隙同步的方法，属于网络的全局时隙同步技术领域。本发明专利技术步骤如下：S1:基于拓扑结构运行启发式算法分配洪泛时隙；S2：定时器配置后进入同步时隙触发的模式；S3：同步定时器不停地触发并进入中断程序；S4：多信道时段中节点根据分配的时隙广播同步消息：多信道时段中，当收到同步消息后进行本地时间与全局时间的记录；在分配的时隙中发送同步消息。本发明专利技术通过同步定时器与线性回归算法相耦合，实现更高的同步精度；提出一种多信道TDMA洪泛的时隙分配算法，降低同步消息开销的同时提供稳定的同步运行；技术灵活高、移植性强、开发难度低，适用于各种多跳物联网同步的应用。

【技术实现步骤摘要】
物联网的无线多跳时隙同步的方法
本专利技术涉及一种物联网的无线多跳时隙同步的方法，属于网络的全局时隙同步

技术介绍
IOT(InterofThings，物联网)、“互联网+”等概念已然成为国民最关注的热点之一。无线传感器网络是物联网的重要技术之一。无线传感器中与基于竞争的CSMA(CarrierSenseMultipleAccess)MAC相比，基于分配的TDMA(TimeDivisionMultipleAccess，时分多址)MAC更高效。但是实现TDMA需要网络的全局时隙同步。网络的全局时隙同步是一个难点。现存一些基于多跳的全局时间同步技术。例如，基于线性回归的时间同步协议FTSP，提供全局同步时间。与时间同步不同，时隙同步要求提供可供TDMA使用的同步时隙。时间同步技术与实现TDMA所需要的时隙同步之间还存在差距，相对于时间同步而言，时隙同步的实现难度更高。现有的实现时隙同步的技术较少。基于相长干涉的技术可以实现精准，稳定的消息洪泛。但是其缺点(1)没有提供时隙同步，数据通信所用的时隙需要后期开发。(2)过于依赖本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种物联网的无线多跳时隙同步的方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1:基于拓扑结构运行启发式算法分配洪泛时隙：系统初始化同步定时器配置，基于无线网络的拓扑结构运行多信道TDMA洪泛时隙分配算法，进行时隙的分配，之后等待接收同步消息；/nS2：定时器配置后进入同步时隙触发的模式：判断是否已初次收到同步信息，并时隙对齐，记录本地时间与全局时间；/nS3：同步定时器不停地触发并进入中断程序：中断程序中运行线性回归算法进行同步定时器中断时刻的修正，以确保时隙的同步，基于时隙的计数数值而构建时隙的超帧结构；/nS4：多信道时段中节点根据分配的时隙广播同步消息：多信道时段中，当收到同步消息后进行本地...

【技术特征摘要】
1.一种物联网的无线多跳时隙同步的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1:基于拓扑结构运行启发式算法分配洪泛时隙：系统初始化同步定时器配置，基于无线网络的拓扑结构运行多信道TDMA洪泛时隙分配算法，进行时隙的分配，之后等待接收同步消息；
S2：定时器配置后进入同步时隙触发的模式：判断是否已初次收到同步信息，并时隙对齐，记录本地时间与全局时间；
S3：同步定时器不停地触发并进入中断程序：中断程序中运行线性回归算法进行同步定时器中断时刻的修正，以确保时隙的同步，基于时隙的计数数值而构建时隙的超帧结构；
S4：多信道时段中节点根据分配的时隙广播同步消息：多信道时段中，当收到同步消息后进行本地时间与全局时间的记录；在分配的时隙中发送同步消息。


2.根据权利要求1所述的物联网的无线多跳时隙同步的方法，其特征在于，所述步骤S1中基于无线网络的拓扑结构运行多信道TDMA洪泛时隙分配算法，包括如下小步：
S11：基于跳数的信道分配：通信设备基于跳数分配信道，每一跳选择一个信道作为接收信道；发送者发送消息时需要转换至接收者的信道；在某一时隙属于同一跳的设备中只能有一个设备发起广播；信道的使用采用循环的方式，根据使用总信道数，一定的跳数之后设备重新选用信道；
S12：基于树形拓扑结构的时隙分配启发式算法：
步骤1：所有设备的device.coverage与device.edge标志位都置为零；
步骤2：时隙计数器清零：时隙计数器的数值代表当前的时隙，洪泛由设备0发起；
步骤3：设备0发起洪泛意味着第一跳设备收到同步广播消息，并被覆盖掉，且成为覆盖边缘设备，置位device.coverage与device.edge；
步骤4：搜索并判断是否整个网络还有未被覆盖掉的设备；
步骤5：进行判断，如果仍有未被洪泛覆盖到的设备则顺序执行6，7，8，9，10；
步骤6：时隙计数器加1；
步骤7：在整个网络的device.edge为1的设备中搜索拥有跳数最深的未被覆盖设备的设备，并分配给它此时隙；跳数最深的未被覆盖设备是指洪泛到达网络边缘所需的跳数最多；
步骤8：按跳数由大到小在每一跳内搜索同时符合条件的设备并分配时隙；
步骤9：对步骤7与步骤8中被新分配时隙的设备进行相应的操作；
步骤10：返回步骤4进行循环的判断，直到步骤4的判断为假，之后跳到步骤11。


3.根据权利要求1所述的物联网的无线多跳时隙同步的方法，其特征在于，所述步骤S2的同步方法，包括如下小步：
S21：基于同步消息的时间关联：通过无线广播消息来携带时...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘进志，张阳，李鹏志，林凯恩，王峰，王莉，陈爽，孙绍华，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37