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《浙江大学》 2007年
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无线传感器网络时钟同步的研究与开发

方瑜  
【摘要】: 无线传感器网络扩展了人们的信息获取能力,将客观世界的物理信息和传输网络结合在一起,为人们提供最直接、最有效和最真实的信息。时钟同步作为无线传感器网络的重要模块,是无线传感器网络实现TDMA接入、协同休眠、通信调度和目标定位等技术的基础,也是将无线传感器网络技术可靠地应用在工业控制领域的技术基础。 论文以此为研究背景,对无线传感器网络的时钟同步算法进行研究与开发。 论文首先论述了时钟同步软硬件平台的设计和实现,为了获得良好的同步性能,需要有相应的硬件平台和软件平台的支持。软硬件平台的性能是时钟同步方案设计和实现的基础,也是制约同步性能的重要因素。 硬件平台是进行无线传感器网络开发的基础,同时也是时钟同步方案需要考虑的重要因素。硬件平台主要包括无线传输、处理器、传感器和电源供应这四个主要的硬件模块。各个模块的工作性能直接影响了无线传感器网络时钟同步的性能。论文详细论述了硬件平台的设计和各模块的主要性能参数、节点的通信性能和能量消耗等性能指标。 软件平台对时钟同步任务提供了良好的任务调度、能量管理、消息触发和定时触发支持。传感器软件平台以超轻量级任务调度器为核心,并结合了传感器网络协议栈基本结构框架,以及各个模块的信息接口,为传感器网络协议栈、模块和应用提供了高效的支持。 在无线传感器网络软硬件平台的基础上,论文分析了同步误差的来源,分析了当前主要的无线传感器网络同步算法,在该研究基础上,针对同步误差来源以及现有时钟同步算法的优缺点,设计和开发了一种基于双时钟源反馈补偿的同步算法,使用两个高同步精度的时钟源,对多跳同步过程中的误差积累进行反馈补偿,并且对该算法的同步精度和能量成本等指标进行了分析。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TN929.5;TP212.9

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