自适应温度补偿无线传感器网络时间同步方法

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.

关键词：时间同步、频移量估计、自适应周期、无线传感器网络

所属期刊栏目：40

分类号：TH86;TP393

资助基金：国家自然科学基金 11402121 项目资助

在线出版日期：2019-05-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：132-141