无线传感网络节点时间同步技术研究

摘要

近些年来，世界各地都在积极开展无线传感器网络技术的研究工作。因为它具有小型化、能耗低、成本便宜、使用便捷、应用领域广泛等诸多优点，特别是在国家军事建设、公共健康卫生和环境监控等领域都有着巨大的发展潜力。随着传感器技术的不断发展，传感器节点的功能也在不断的提高。
　　设计的传感器网络节点平台以可编程逻辑控制器作为主控芯片，含有实现节点与上位机通信功能的USB数据接口模块、负责采集调理并转换模拟信号的采集调理模块、负责无线数据通信的无线通信模块、负责存储数据信息的存储模块、负责对传感器节点供电的电源管理模块等等都做了较详尽的研究与分析说明。
　　无线传感器网络技术的发展基础就是时间同步技术，由于传感器节点的内部资源和能量有限，所以研究者们不断的开发出新的无线传感器网络时间同步协议来节省传感器节点的资源和能耗。本设计在上述的节点硬件平台上利用可编程逻辑控制器建立和维护一个高精度的时钟，并由其记录与监控信标分组信息的到达时刻。开发出一种无线传感器网络时间同步算法，该算法综合运用了高精度时间计数技术、线性回归技术和参考广播时间同步技术。利用计算机对模型进行仿真验证。最后，对工作情况做出总结，并对未来工作进行展望。

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1 绪论

1.1 课题研究目的和意义

1.2 研究现状和趋势

1.3 研究的主要内容和主要工作

1.4 本章小结

2无线传感器网络经典时间同步技术研究

2.1 参考广播时间同步协议

2.2 TPSN时间同步协议

2.3 FTSP时间同步协议

2.4 DMTS时间同步协议

2.5其他时间同步协议

3 节点硬件设计

3.1 节点总体方案设计

3.2 主控模块设计

3.3 USB数据传输接口控制设计

3.4 无线收发模块设计

3.5 采集调理模块设计

3.6 电源管理及存储模块设计

3.7 本章小结

4 时间同步协议设计

4.1 模型建立

4.2 基于高精度计数的RBS时间同步协议设计

4.3 调整时间同步协议

5 试验结果与分析

5.1 节点功能测试

5.2 时间同步算法试验结果

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 工作展望

附录

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及课题研究成果

致谢