[发明专利]基于层次结构的无线传感器网络时间同步方法

摘要

本发明提供了一种基于层次结构的无线传感器网络时间同步方法，将网关节点和汇聚节点预先布设在监控现场，传感器节点由作业人员携带；网关节点在网络组建初期发送带有时间戳的“层级建立”广播数据包；通信距离范围内的汇聚节点和传感器节点在接收数据包后，提取层级信息，并将自己的层级修改为当前层级数加1，并按照时间戳修改本地时钟；在网络层级组建完成后，网关节点将作为全局时间，定时轮询向汇聚子节点发送“时间同步”数据包，汇聚节点通过时间同步算法，将本地时钟与全局时间进行同步；传感器节点通过侦听时间同步交互数据包信息，进行本地时钟的时间同步。本发明实现了高精度时间同步，提高无线传感器网络信道利用率和网络生命周期。

主权项

基于层次结构的无线传感器网络时间同步方法，所述无线传感器网络包括三类节点：网关节点、汇聚节点和传感器节点，其特征是：网关节点和汇聚节点预先布设在监控现场，传感器节点由作业人员携带；网关节点在网络组建初期发送带有时间戳的“层级建立”广播数据包；通信距离范围内的汇聚节点和传感器节点在接收数据包后，提取层级信息，并将自己的层级修改为当前层级数加1，并按照时间戳修改本地时钟；汇聚节点在层级确定后，将自己的本地时间作为新的时间戳，层级修改为节点层级，转发“层级建立”数据包；作业人员携带的传感器节点通过侦听时间同步数据包，找出层级数最小的那个汇聚节点作为父节点，并与之进行时间同步；在网络层级组建完成后，网关节点将作为全局时间，定时轮询向汇聚子节点发送“时间同步”数据包，通过双向通信以及确认帧的反馈信息，汇聚节点通过时间同步算法，将本地时钟与全局时间进行同步；通信距离内的传感器节点通过侦听时间同步交互数据包信息，进行本地时钟的时间同步。