[发明专利]无线传感器网络时间同步方法

权利要求书

1.一种无线传感器网络时间同步方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤A：中心节点初始化后，向全网终端节点广播接收自标准源设备的标准源秒脉冲时间信息；终端节点初始化后，接收标准源秒脉冲时间信息；

然后中心节点和终端节点分别执行如下步骤B及步骤C：

步骤B：中心节点标准源秒脉冲预测自校准以更新标准源脉冲时间，并应答终端节点的请求将更新后的标准源脉冲时间向全网终端节点广播；

步骤C：终端节点依次自唤醒预测同步校准。

2.根据权利要求1所述的无线传感器网络时间同步方法，其特征在于，步骤B包括如下步骤：

步骤B1、当设定的中心节点自校准时间间隔周期已经达到，对当前状态下的中心节点的温度进行测量；

步骤B2、根据温度预测计算时间间隔周期模型，计算出中心节点累积时间偏差t_cen，中心节点累积时间偏差t_cen的计算方式为：

其中，x₁，...x_k分别为前k次未进行清零操作的中心节点自校准时间间隔周期t_0cen内测量的温度，f(x₁)，...，f(x_k)分别为前k次未进行清零操作的中心节点自校准时间间隔周期t_0cen内晶体振荡器的频率偏差，Δt_cen为一个中心节点自校准时间间隔周期t_0cen内的中心节点时间偏差；

步骤B3、判断前k次未进行清零操作的中心节点自校准时间间隔周期t_0cen内的中心节点累积时间误差t_cen是否在允许的误差范围之内，若超过误差允许范围，则接收标准源秒脉冲时间信息并且中心节点累积时间偏差t_cen进行清零；

步骤B4、中心节点在接收到标准源脉冲时间信息后，对自身实时时钟进行一次自校准。

3.根据权利要求1或2所述的无线传感器网络时间同步方法，其特征在于，步骤C包括如下步骤：

步骤C1：当设定的终端节点工作时间间隔周期已经达到，对当前状态下的终端节点的温度进行测量；

步骤C2：根据温度预测计算时间间隔周期模型，计算出终端节点累积时间偏差t_ter， 终端节点累积时间偏差t_ter的计算公式为：

式中x₁′，...x_k′分别为前k次未进行清零操作的自唤醒工作时间间隔周期t_0ter内测量的温度，f(x₁′)，...，f(x_k′)分别为前k次未进行清零操作的自唤醒工作时间间隔周期t_0ter内晶体振荡器的频率偏差，Δt_ter为一个自唤醒工作时间间隔周期t_0ter内的终端节点时间偏差；

步骤C3：判断前k次未进行清零操作的自唤醒工作时间间隔周期t_0ter内的累积时间误差t_ter是否在允许的误差范围之内；

若超过误差允许范围，终端节点经预测计算需要进行时钟校准同步时，在向中心节点发送数据时发送带有需要进行时间校准的时间请求信息；

否则，终端节点经预测计算后仅向中心节点发送测量数据。

4.根据权利要求3所述的无线传感器网络时间同步方法，其中，步骤C3的允许的误差范围Y满足Y≥0.1μS。

5.根据权利要求1所述的无线传感器网络时间同步方法，其特征在于，各个终端节点之间依次自唤醒预测同步校准。

6.根据权利要求5所述的无线传感器网络时间同步方法，其特征在于，所述终端节点依次执行自唤醒预测同步校准操作的时间间隔周期为t_0ter/n，其中n为终端节点的个数，t_0ter为自唤醒工作时间间隔周期。