自适应温度补偿无线传感器网络时间同步方法

作     者：孙宇嘉 于纪言 王晓鸣 Sun Yujia;Yu Jiyan;Wang Xiaoming

作者机构：南京理工大学智能弹药技术国防重点学科实验室南京210094 

基　　金：国家自然科学基金(11402121)项目资助 

出 版 物：《仪器仪表学报》 (Chinese Journal of Scientific Instrument)

年 卷 期：2019年第40卷第1期

页      码：132-141页

摘      要：时间同步是多智能体网络协同工作的基础,具有重要意义。低成本无线传感器网络节点时钟易受到环境因素的影响,导致节点时间同步误差增大,网络信道负载增加。针对上述问题,提出了一种低时钟再同步周期、自适应温度补偿的无线传感器网络时间同步方法。首先,基于双向通信时间同步模型,提出了温度补偿的节点频移量动态估计模型;然后,采用Almon函数加权求和的方式对温度和频移量数据进行融合,解决数据采样率不匹配和模型维度高的问题;其次,为进一步提高时间同步精度,采用Kalman滤波器对频移量和相移量估计值进行滤波,并采用系统状态后验估计值对节点本地时间进行补偿;最后,参照IEEE 802.15.4标准对时间同步精度的要求,设计了一种失效风险最小化的再同步决策函数,最大限度提高节点再同步周期,减少信道负载。在高低温箱、室内和室外3种环境下进行实验以验证所提的方法。试验结果表明,与洪泛时钟同步协议(FTSP)时间同步协议相比,自适应温度补偿的时间同步(ATCTS)算法平均时间同步误差降低了97.4%,室外环境下平均时间同步周期为324 min。

主 题 词：时间同步 频移量估计 自适应周期 无线传感器网络 

学科分类：080904[080904] 0810[工学-土木类] 0809[工学-计算机类] 080202[080202] 08[工学] 0804[工学-材料学] 080402[080402] 0703[理学-化学类] 0802[工学-机械学] 081001[081001] 

核心收录：

D　O　I：10.19650/j.cnki.cjsi.J1803835

馆 藏 号：203458134...