[发明专利]一种用于休眠无线传感网络全网时间同步的通信方法

权利要求书

1.一种用于休眠无线传感网络全网时间同步的通信方法，其特征在于，

包含以下四步：

第一步，全网产生临时根节点，全网内所有已启动的节点达到时间同步并维持时间同步；

第二步，全网在维持同步的基础上通过单向通信确认一个唯一根节点，根节点产生后网络内节点和新加入节点时间同步的维持；

第三步，全网比较确定工作周期开始时间，即通过广播，以时间同步为前提确定全网节点在工作周期内第一次关闭无线收发模块的时间；

第四步，全网节点在工作周期内时间同步的维持，即在周期性关闭/开启无线模块的工作周期内，以确定的根节点发送时间同步消息、全网节点接收并广播的模式维持工作周期内的时间同步。

2.根据权利要求1所述的通信方法，其特征在于，

所述的第一步，全网产生临时根节点，具体如下：

全网内已启动的节点采用泛洪时间同步协议的方法，竞争产生临时根节点，最终结果如下：由一个临时根节点定时，记定时器是T1，向其他节点发送全网产生临时根节点阶段中的时间同步包，记为I型时间同步包，包中包含根节点号、序列号、本地时间、全局时间，该包中的根节点号就是临时根节点的节点号，序列号表示临时根节点连续发送I型时间同步包的序列号，本地时间表示临时根节点发送该包时的本地时间，全局时间表示临时根节点估计本地时间对应的全局时间，其他节点收到时间同步包后给该包打时间戳并读取全局时间，用时间戳和全局时间更新时间同步条目表中条目，表中条目全部更新一遍后就重新估计本节点用本地时间计算全局时间的公式的参数，该公式的形式为

GlobalTime=skew*LocalTime+offset，

其中，GlobalTime是全局时间，LocalTime是本地时间，skew和offset是参数， 其他每个节点也设置一个周期性触发的定时器，记为定时器T1，定时器T1触发之后就构造一个I型时间同步包，将该包的序列号取为上次触发到本次触发的时间内接收到的序列号最小的I型时间同步包的序列号，将包的本地时间记为本节点发送该包的本地时间，将包的全局时间取值为本节点估计的包的本地时间所对应的全局时间，然后广播出去，其余节点接收到这一时间同步包后也进行相同处理，这样，临时根节点发送I型时间同步包后，在全网范围内，节点会将该时间同步包逐次向全网内其他节点广播，因此，通过广播I型时间同步包，所有节点可产生并更新时间同步条目表中的条目，这些条目可用于估计本地时间和全局时间的表达式的参数，这样，可以维持全网节点的时间同步。

3.根据权利要求２所述的通信方法，其特征在于，

所述的第二步，全网在维持同步的基础上通过单向通信确认一个唯一根节点，根节点产生后网络内节点和新加入节点时间同步的维持，具体如下：

节点号最小的节点在竞争成为临时的根节点后，如果定时器T1触发超过RootCertifySelfLimit次，没收到节点号小于自身节点号的I型时间同步包，则初步判定自己是根节点并设置一个定时器，记为定时器T2；

初步判定自己是根节点的节点发送根节点产生后的时间同步包，记为II型时间同步包，包中包含根节点号、序列号、本地时间、全局时间，该包中的根节点号就是本节点的节点号、序列号表示本节点连续发送II型时间同步包的序列号、本地时间表示本节点发送该包时的本地时间、全局时间表示本节点估计本地时间对应的全局时间，其他节点接收到该II型时间同步包后，首先给该包打时间戳并读取全局时间，用时间戳和全局时间更新时间同步条目表中条目，表中条目全部更新一遍后就重新计算本节点用本地时间计算全局时间的公式的参数，然后判断本节点是否连续接收到NewComerListenLimit个根节点号相同的II型时间同步包，是则判定自己已被同步，否则判定自己未被同步并继续接收II型时间同步包；

在所述的第一步和第二步中，判定自己已被同步但不是初步判定自己是根节点的节点广播确认根节点消息RootCertifyMessage，该包中的发送节点号就是本节点号、根节点号就是本节点记录的根节点号，其他节点收到并记录该消息，对于发送节点号和根节点号相同的确认根节点消息，每个节点只广播RootCertifyTimes次；

初步判定自己是根节点的节点在定时器T2触发后判断自己是否收到过根节点号为其他节点号的确认根节点消息RootCertifyMessage，如未收到，则节点判定自己已是根节点。