無線傳感器wsn期末報告-資料下載頁
2025-08-04 01:14本頁面
【正文】 tes,RBS算法在該平臺上所得到的精度在11以內(nèi)。TPSN協(xié)議:與RBS相比,TPSN協(xié)議考慮了傳輸時延、傳播時延和接收時延所造成的影響,利用雙向消息交換計算消息的平均延遲,提高了時間同步的精度。TPSN協(xié)議的提出者在Mica平臺上實現(xiàn)了TPSN和RBS兩種協(xié)議,。TinySync/MiniSync算法:該算法利用多個時間同步數(shù)據(jù)點,采用統(tǒng)計學(xué)的方法估計時間漂移和時間偏移,這樣雖然降低了時間同步的復(fù)雜性,但是時間同步的精度也降低了。而該算法所采用的數(shù)據(jù)過濾算法可以有效降低錯誤數(shù)據(jù)點對時間同步精度的影響。FTSP協(xié)議:FTSP的提出者在Mica平臺上實現(xiàn)了FTSP協(xié)議,這個運行結(jié)果明顯優(yōu)于RBS和TPSN協(xié)議在相同平臺上的運行結(jié)果。但是FTSP協(xié)議對硬件的依賴性比較強。收斂性RBS協(xié)議:發(fā)送參考廣播的節(jié)點是預(yù)先選定的,其他節(jié)點接收到參考廣播消息后,就開始了同步的過程,考慮到通信沖突,在幾個同步周期后,全網(wǎng)就可以達到時間同步,收斂時間也比較短。TPSN協(xié)議和TinySync/MiniSync算法:這兩個時間同步方法的消息傳遞機制是相似的,都是分為兩個過程,包括分層階段和同步階段,因此,收斂時間較長。FTSP協(xié)議:該協(xié)議的根節(jié)點選擇過程是伴隨時間同步一起進行的,根節(jié)點選擇不會對收斂性造成影響,在幾個同步周期后,全網(wǎng)就能達到時間同步,收斂時間也比較短?？蓴U展性RBS協(xié)議:在全網(wǎng)達到同步后,新節(jié)點的加入不會影響到參考廣播節(jié)點的地位,也就不會對全網(wǎng)的結(jié)構(gòu)造成影響。但是,加入新的參考廣播節(jié)點就會使得情況變得復(fù)雜,必須考慮處于不同廣播域內(nèi)的節(jié)點達到同步的問題。對于多跳網(wǎng)絡(luò)的RBS協(xié)議需要依賴有效的分簇方法,保證簇之間具有共同的節(jié)點以便簇間進行時間同步。TPSN協(xié)議和TinySync/MiniSync算法:從分層這個過程可以看出,新節(jié)點加入后會對網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)造成很大的影響,因此,兩個協(xié)議的擴展性都很差,這也是這兩個協(xié)議最大的缺點之一。FTSP協(xié)議:如果加入的是ID號最小的節(jié)點,該節(jié)點首先使自己與網(wǎng)絡(luò)達到同步,然后再進行根節(jié)點選擇,不會影響網(wǎng)絡(luò)時間同步。如果不是ID號最小的節(jié)點,該節(jié)點只需要進行時間同步并廣播時間同步消息。魯棒性RBS協(xié)議:由RBS協(xié)議的同步原理可以看出,節(jié)點失效或網(wǎng)絡(luò)通信故障不會破壞整個拓撲結(jié)構(gòu),每個節(jié)點都有大量的冗余消息來保證時間同步。但是參考節(jié)點失效就會影響到該節(jié)點廣播域內(nèi)所有節(jié)點的同步。TPSN協(xié)議和TinySync/MiniSync算法:當某個節(jié)點失效,該節(jié)點以下的節(jié)點就有可能接收不到時間同步消息。全網(wǎng)的時間同步會受到個別節(jié)點的影響,魯棒性很差。FTSP協(xié)議:如果是根節(jié)點失效,那么其他節(jié)點就會開始根節(jié)點選擇的過程,重新選出一個根節(jié)點,這在一段時期內(nèi)會破壞時間同步,但是,很快全網(wǎng)就能重新達到同步。如果是其他節(jié)點失效,個別節(jié)點不會影響全網(wǎng)時間同步。FTSP協(xié)議具有良好的魯棒性。能耗可以利用網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點在一次時間同步中平均接收和發(fā)送消息的數(shù)來簡單地估計時間同步協(xié)議的能耗。RBS協(xié)議:要實現(xiàn)兩個節(jié)點之間的時間同步,節(jié)點需要接收一次廣播消息,然后再交換一次時間同步消息,平均需要2次消息發(fā)送和3次消息接收。協(xié)議的能量消耗較大。TPSN協(xié)議和TinySync/:由于這兩個方法采用的都是類客戶/服務(wù)器模式,所以,實現(xiàn)一次時間同步,節(jié)點平均需要2次消息發(fā)送和2次消息接收。協(xié)議的能量消耗相對較小。FTSP協(xié)議:該協(xié)議中,節(jié)點接收到時間同步消息后,使得節(jié)點本地時間與全局時間達到同步,然后形成新的時間同步消息并發(fā)送出去。每次同步,節(jié)點平均需要1次消息發(fā)送和1次消息接收。協(xié)議的能量消耗是最小的。所以根據(jù)上文的比較分析可以看出,不同的時間同步協(xié)議在精度、擴展性、魯棒性和能耗這幾個方面都各有其優(yōu)劣。為使大家更加明了各種時間同步算法的各方面的優(yōu)劣,特總結(jié)出表1供參考表1各種時間同步算法的比較總結(jié)該報告是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時間同步的特點以及一些時間同步算法。不同于其他網(wǎng)絡(luò)，在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，時間同步不僅要關(guān)注同步精度，還需要關(guān)注同步能耗、可擴展性和健壯性需求。典型的時間同步協(xié)議側(cè)重于同步精度和同步能耗的需求，采用時鐘飄移補償、介質(zhì)訪問控制（MAC）層時間戳技術(shù)以及雙向報文交換來提高同步精度，充分利用無線傳輸?shù)膹V播特性和捎帶技術(shù)來降低同步能耗。本文介紹的這些算法很多都已經(jīng)很成熟，在單跳網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)具有很強的工程實用性。同步誤差在Mica2平臺上已經(jīng)達到幾微秒至十幾微秒的量級，同步功耗也較低，能夠滿足大多數(shù)應(yīng)用場合的需要。然而，當這些時間同步協(xié)議被擴展到多跳網(wǎng)絡(luò)時，會出現(xiàn)累計誤差較大、擴展性較差等問題。同時紹了WSN時間同步算法的類型以及各自具有代表性的算法，分析了各算法的設(shè)計原理和優(yōu)缺點。這些協(xié)議解決了WSN中時間同步所遇到的主要問題，但對于大型網(wǎng)絡(luò)，已有的方法或多或少存在著一些問題：擴展性差、穩(wěn)定性不高、收斂速度變慢、網(wǎng)絡(luò)通信沖突、能耗增大。今后的研究熱點將集中在節(jié)能和時間同步的安全性方面。這將對算法的容錯性、有效范圍和可擴展性提出更高的要求。11
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