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《西安理工大学》 2010年
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无线传感器网络时间同步算法的研究与应用

陈乔  
【摘要】: 无线传感器网络被认为是21世纪最有影响的21项技术之一,也是近年来信息技术中被广泛关注的研究热点。无线传感器网络的本质特点就是将数据的采集、处理和传输融于一体,极大扩展了人与自然的交互范围和方式,在人类社会中有着广泛应用前景。 时间同步技术是无线传感器网络的一项重要支撑技术,它对传感器网络中节点定位、数据融合等技术的实现具有重大意义,因为这些技术都是以网络中传感器节点保持时间同步作为基础的。 本文先介绍了无线传感器网络时间同步的研究现状,然后具体分析研究了无线传感器网络时间同步的必要性、系统的时钟同步模型、同步技术及其分类。然后深入分析了各种同步机制的原理,并按照无线传感器网络时间同步算法的评价指标对这些算法进行了比较分析。 在此基础上,本文针对在由事件触发、部分节点同步的无线传感器网络应用中,传统时间同步算法周期性全网同步存在不必要的能耗问题,提出了一种基于事件触发的时间同步补偿算法,该算法通过分别统计出沿途的累计处理时延并补偿传输延时的方式实现部分节点同步。并在XUTSN硬件平台(基于CC2431片上系统)以及软件平台(定制的TinyOS操作系统1上实现了该算法。 其中在算法实现过程中,主要做了3个方面的工作: (1)移植TinyOS到XUTSN硬件平台。TinyOS是一种嵌入式开源操作系统,由于基于组件模型实现而具有良好的跨平台性和高效性,非常适用于资源相对受限的无线传感器网络应用。 (2)对TinyOS调度机制进行了改进,实现了一种非抢占式最早截止时间优先(EDF)调度策略。TinyOS2.x的FCFS调度机制在实时性不够,无法满足时间同步之类对实时性要求较高的应用,本文分析了FCFS任务调度机制,同时研究几种其他的调度机制,在TinyOS中实现了一种非抢占式基于最早截止时间优先(EDF)的任务调度构件。根据实验的验证分析,EDF调度机制能有效增强TinyOS的实时性能。 (3)在定制和改进的TinyOS系统中实现了基于事件触发的时间同步补偿算法。 本文最后通过仿真实验和实际实验验证,结果表明,本文提出的基于事件触发的时间同步补偿算法在兴趣节点数量较少和事件发生频率较低的情况下该算法具有良好的同步效果和节能性。
【学位授予单位】:西安理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP212.9;TN929.5

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
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【参考文献】
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前3条
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
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【相似文献】
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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