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。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據點,采用統(tǒng)計學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雜性,但是時間同步的精度也降低了。而該算法所采用的數據過濾算法可以有效降低錯誤數據點對時間同步精度的影響。FTSP協(xié)議:FTSP的提出者在Mica平臺上實現了FTSP協(xié)議,這個運行結果明顯優(yōu)于RBS和TPSN協(xié)議在相同平臺上的運行結果。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,全網就能達到時間同步,收斂時間也比較短。可擴展性RBS協(xié)議:在全網達到同步后,新節(jié)點的加入不會影響到參考廣播節(jié)點的地位,也就不會對全網的結構造成影響。但是,加入新的參考廣播節(jié)點就會使得情況變得復雜,必須考慮處于不同廣播域內的節(jié)點達到同步的問題。對于多跳網絡的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)點加入后會對網絡的拓撲結構造成很大的影響,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)點首先使自己與網絡達到同步,然后再進行根節(jié)點選擇,不會影響網絡時間同步。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)點失效或網絡通信故障不會破壞整個拓撲結構,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,這在一段時期內會破壞時間同步,但是,很快全網就能重新達到同步。如果是其他節(jié)點失效,個別節(jié)點不會影響全網時間同步。FTSP協(xié)議具有良好的魯棒性。能耗可以利用網絡中的節(jié)點在一次時間同步中平均接收和發(fā)送消息的數來簡單地估計時間同步協(xié)議的能耗。RBS協(xié)議:要實現兩個節(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/服務器模式,所以,實現一次時間同步,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,特總結出表1供參考表1各種時間同步算法的比較總結該報告是無線傳感器網絡時間同步的特點以及一些時間同步算法。不同于其他網絡，在無線傳感器網絡中，時間同步不僅要關注同步精度，還需要關注同步能耗、可擴展性和健壯性需求。典型的時間同步協(xié)議側重于同步精度和同步能耗的需求，采用時鐘飄移補償、介質訪問控制（MAC）層時間戳技術以及雙向報文交換來提高同步精度，充分利用無線傳輸的廣播特性和捎帶技術來降低同步能耗。本文介紹的這些算法很多都已經很成熟，在單跳網絡中已經具有很強的工程實用性。同步誤差在Mica2平臺上已經達到幾微秒至十幾微秒的量級，同步功耗也較低，能夠滿足大多數應用場合的需要。然而，當這些時間同步協(xié)議被擴展到多跳網絡時，會出現累計誤差較大、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，但對于大型網絡，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、網絡通信沖突、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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