[发明专利]无线传感器网络中的时间同步方法及系统

权利要求书

1.一种无线传感器网络中的时间同步方法，包括如下步骤：

生成同步数据包，并在所述同步数据包中标记发送时间戳；

向子节点传输所述同步数据包；

接收所述同步数据包，并在所述同步数据包中标记接收时间戳；

根据所述同步数据包中发送时间戳和接收时间戳对所述子节点补偿时钟飘移。

2.根据权利要求1所述的无线传感器网络中的时间同步方法，其特征在于，所述在所述同步数据包中标记所述时间戳的步骤为：

检测传输信道是否处于空闲状态，若是，则从访问控制层获取发送时间；

根据获取到的发送时间生成发送时间戳；

将所述生成的发送时间戳标记于所述同步数据包中。

3.根据权利要求1所述的无线传感器网络中的时间同步方法，其特征在于，所述向子节点传输所述同步数据包的步骤为：

发送所述同步数据包中的包头；

待所述包头发送完毕之后从访问控制层获取时间；

根据所述获取到的时间修改所述包头对应的同步数据包中所述标记的发送时间戳；

传输所述修改了标记的发送时间戳的同步数据包。

4.根据权利要求1所述的无线传感器网络中的时间同步方法，其特征在于，所述接收所述同步数据包的步骤之后还包括：

判断所述同步数据包中的同步序号是否大于所述子节点中存储的同步序号，若是，则进入所述在所述同步数据包中标记所述接收时间戳的步骤。

5.根据权利要求1所述的无线传感器网络中的时间同步方法，其特征在于，所述根据所述同步数据包中发送时间戳和接收时间戳对所述子节点补偿时钟飘移的步骤为：

通过同步数据包的字节长度以及发射速率之商得到字节校准时间；

根据所述同步数据包中接收时间戳、发送时间戳以及字节校准时间得到时钟偏移量；

对所述时钟偏移量以及子节点所处时间进行最小二乘法直线拟和得到线性回归直线；

根据所述线性回归直线对所述子节点进行时钟飘移补偿。

6.根据权利要求5所述的无线传感器网络中的时间同步方法，其特征在于，所述根据所述同步数据包中接收时间戳、发送时间戳以字节校准时间得到时钟偏移量的步骤之后还包括：

将所述时钟偏移量存储于所述子节点的历史数据中；

所述方法还包括：

当未接收到同步数据包时从子节点的历史数据中获取存储的时钟偏移量，并根据所述存储的时钟偏移量对所述子节点补偿时钟飘移。

7.根据权利要求1所述的无线传感器网络中的时间同步方法，其特征在于，所述根据所述同步数据包中发送时间戳和接收时间戳对所述子节点补偿时钟飘移的步骤之前还包括：

从接收到的同步数据包中获取标记的发送时间戳和接收时间戳，并通过所述接收时间戳和发送时间戳之差得到时钟变化量；

计算所述时钟变化量与变化均值之间的差值；

判断所述差值是否小于阈值，若否，则清除所述接收到的同步数据包，若是，则进入所述根据所述同步数据包中发送时间戳和接收时间戳对所述子节点补偿时钟飘移的步骤。

8.根据权利要求1所述的无线传感器网络中的时间同步方法，其特征在于，还包括：

判断接收到的同步数据包数量是否大于设定的数量阈值，若否，则进入所述接收所述同步数据包的步骤，若是，则

判断所述子节点的侦听时间是否达到侦听周期，若是，则所述子节点进入睡眠状态；

判断所述子节点的睡眠时间是否达到睡眠周期，若是，则唤醒所述子节点，并进入所述所述接收所述同步数据包的步骤。

9.根据权利要求8所述的无线传感器网络中的时间同步方法，其特征在于，还包括：

根据所述子节点的睡眠时间判断是否达到同步时间，若是，进入所述通过生成同步数据包，并在所述同步数据包中标记所述发送时间戳的步骤。

10.根据权利要求1所述的无线传感器网络中的时间同步方法，其特征在于，所述接收所述同步数据包的步骤之后还包括：

判断传输所述同步数据包的父节点是否发生变化，若是，则清除所述子节点中存储的时钟偏移量，若否，则进入接收所述同步数据包的步骤。