[发明专利]一种基于传感网的地磁感应车辆系统的时钟同步方法

说明书

一种基于传感网的地磁感应车辆时钟同步技术，包括移动基站、Internet、网关、及ZigBee传感网，步骤为：(1)部署地磁传感器，在每个车道都等距离地部署地磁传感器；(2)拓扑建立阶段；(3)同步的过程，(4)计算出过往车辆的速度与长度；本发明的优点是通过同步技术可以对正在行驶中的车辆测速并能将超速的车辆信息及时地反馈给前台，方便了车辆的智能控制与管理。同时为后续的工作作了充分的准备，比如，如果要实现对违规的车辆拍照，则可以把相关信息发送到相应的节点处理，极大地减轻了人工的干预。

技术领域

本发明涉及智能控制系统，具体的涉及一种基于GPRS移动网与ZigBee无线传感网的智能路灯控制系统，属于移动网、无线网络以及嵌入式领域。

背景技术

随着无线网在各领域的大量应用，无线网技术已经推广应用到智慧路灯当中。国内外现已经出现了一些基于地磁感应的无线车辆检测器的研究和开发工作，如苏东海等人的研究成果能实现能够判断车辆是否经过、行进方向，并可以进行车速估算，具有一定的实用性，但由于该设计方案均假设车辆经过检测器速度是不变的(即匀速)，而实际交通场景中车辆随时都可能是暂停、加速、减速(即变速)，所以该检测器的精度存在较大误差，另外，当单个的地磁检测器的误差会对车辆的信息检测影响很大，诸上述因素，现有的技术还不能满足未来智慧交通发展的高标准要求。

由于传感器网络有许多的节点，各个节点的处理能力与能量都非常有限，所以这时要求各传感器尽量使用很少的数据传输的情况下能实现同步。目前，同步技术在很多的领域中提到，但是大多的同步方法需要同步多次才能达到同步，比如说参考广播同步算法，若网络中有n个节点，则需要0(n2)次交换信息。又如，Hyunhak Kim的基于簇的同步算法，首先把系统中根据性能的不同分为高性能、低性能节点，然后对不同类型的节点建立生成树，然后分别再对两种类型的生成树同步，这种方法固然可以提高同步的精度，但是从实用性角度来看是比较难以实现。

发明内容

为了解决上述问题，本发明改进了TPSN同步算法，此算法容易实现，同步精度高，对于测量车辆的相关信息，完全符合精度方面的要求，本发明采用的技术方案如下：

一种基于传感网的地磁感应车辆系统的时钟同步方法，所述地磁感应车辆系统包括移动基站、Internet、网关、及ZigBee传感网，所述时钟同步方法的步骤为：

(1)部署地磁传感器，在每个车道都等距离地部署地磁传感器，布置的时候是按照地磁预置的地址顺序摆放，两个车道的摆放顺序呈相反的顺序，网关布置在车道的一端；

(2)拓扑建立阶段，首先选出其中一个节点K1作为同步的根结点，并把自己的跳数置0；首先它发送包含自己跳数的同步信号给周围的地磁节点，发现所述同步信号的报文的节点K2作为自己的父节点，将收到的跳数作为自己的跳数+1，在此期间如果某节点收到的跳数比父节点低或跳数相同但信号更强，则改变自己的父节点；然后K1把自己收到的参考结点R1发送同步包的时间再发送出去；K1覆盖范围的结点依据这两个数据包修正自己的时间；如果K2基站在K1的覆盖范围之内，则K2依照K1的方法广播自己的跳数，依次类推直到所有的结点都包含到生成树当中；

(3)同步的过程，首先根结点K1启动参考结点R1，R1发送同步信号，各结点记录收到同步信号的时间T1，K1把自己收到的同步信号时间T2再广播给它的孩子节点，孩子结点通过这两个时间来调整当前的时间T3，调整方法为：T3＝T3-(T2-T1)，直到所有的网络中的节点都完成了同步；