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无线传感器网络时间同步技术研究

作　者: 何春华
导　师: 刘琼；郑东曦
学　校: 华南理工大学
专　业: 软件工程
关键词: 无线传感器网络时间同步 RBS(参考广播同步) OPNET
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 197次
引　用: 1次
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内容摘要

无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术,一般是由大量体积微小、价格低廉的传感器节点组成,通常部署在无人值守的监测区域内并以无线通信的方式形成一个自组织、多跳的网络系统,它以协作、感知相结合的方式采集和处理覆盖区域中感知对象的信息并对其进行处理。无线传感器网络在许多领域显示出了广阔的应用前景。时间同步机制是无线传感器网络的一项重要支撑技术,在无线传感网络中的许多应用都要求网络中的传感器节点保持时间同步。无线传感器网络的时间同步多半通过消息包的传递来完成,然而,由于无线传感器节点能量有限,消息包的过度使用对节点的寿命产生了不利影响。本文从节省能量的角度研究无线传感器网络的节点时间同步问题,在研究传统RBS时间同步机制的基础上进一步研究了一种能量有效的时间同步协议RIP,该协议能有效减少时间同步中传递消息包的数目,在单跳范围内完成时间同步只需两个时间消息包。本文采用OPNET网络仿真平台,分别对RBS和RIP时间同步机制进行详细地仿真实验比较,仿真结果表明, RIP时间同步机制能有效减少时间同步消息包的传递数目和收敛时间,从而降低无线传感器节点的能量消耗。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章绪论  9-17
  1.1 研究背景与意义  9-10
  1.2 时间同步国内外研究现状  10-11
  1.3 无线传感器网络综述  11-15
    1.3.1 无线传感器网络的节点结构  11-12
    1.3.2 无线传感器网络结构  12-13
    1.3.3 无线传感器网络中的时间同步  13-14
    1.3.4 无线传感器网络时间同步协议的特点  14-15
  1.4 论文的主要工作  15
  1.5 论文的组织结构  15-17
第二章无线传感器网络时间同步基本原理  17-23
  2.1 传感器节点的时钟模型  17-20
    2.1.1 传感器节点的本地时钟表示  17-18
    2.1.2 传感器节点的逻辑时钟表示  18-20
  2.2 时间同步消息传递中的时间延迟  20-21
  2.3 本章小结  21-23
第三章时间同步算法研究与分析  23-31
  3.1 时间同步算法分类  23-24
  3.2 传感器网络时间同步算法  24-30
    3.2.1 RBS 时间同步算法  24-25
    3.2.2 TPSN 时间同步算法  25-27
    3.2.3 DMTS 时间同步算法.  27-28
    3.2.4 FTSP 时间同步算法.  28-29
    3.2.5 几种时间同步算法的比较  29-30
  3.3 本章小结  30-31
第四章一种能量有效的时间同步算法  31-39
  4.1 算法的提出  31-32
  4.2 RIP 算法思想  32-35
  4.3 RIP 时间同步协议算法描述  35-36
  4.4 RIP 性能分析和所占资源对比  36-37
  4.5 本章小结  37-39
第五章时间同步仿真及结果分析  39-63
  5.1 仿真平台  39-40
  5.2 RBS 算法仿真过程  40-46
    5.2.1 创建RBS 算法时间同步包格式  40-41
    5.2.2 创建RBS 算法各节点的进程模型  41-43
    5.2.3 创建RBS 算法各节点的节点模型  43-45
    5.2.4 创建RBS 算法网络模型  45-46
  5.3 RIP 算法仿真过程  46-57
    5.3.1 创建RIP 时间同步包格式.  47
    5.3.2 创建RIP 算法各节点的进程模型.  47-54
    5.3.3 创建RIP 算法各节点的节点模型.  54-56
    5.3.4 创建RIP 算法网络模型.  56-57
  5.4 仿真结果与分析  57-61
  5.5 本章小结  61-63
第六章总结与展望  63-65
  6.1 本文工作总结  63-64
  6.2 未来的工作  64-65
参考文献  65-69
致谢  69

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