基于能耗最小化的WSN时间同步算法研究

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基于能耗最小化的WSN时间同步算法研究作者：杨占华

来源：《软件导刊》2014年第09期

摘要摘要：时间同步是无线传感器网络（WSNs）的重要支撑技术。介绍了分簇路由算法与WSN时间同步之间的关系，针对网络节点中能量消耗不均匀问题，提出了一种新的基于分簇的时间同步解决方案，在簇头节点与基站之间以及簇内节点之间分别采用DMTS以及FTSP 单向同步模式，以达到在保证足够同步精度的同时降低能耗的目的。

关键词关键词：无线传感器网络；分簇；LEACH算法；时间同步；FTSP

DOIDOI：10.11907/rjdk.143225

中图分类号：TP312

文献标识码：A 文章编号文章编号：16727800（2014）009003603

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无线传感器网络（Wireless Sensor Networks， WSN）是多学科知识高度交叉与集成技术，融合了21世纪信息产业3大支柱：传感器技术、信息处理技术和网络通信技术，将网络技术与无线智能传感器技术融合在一起，形成了功能强大、多样的分布式传感系统。在该系统中，需要很多关键技术的支持，如数据融合、定位算法、时间同步等[1]。

时间同步技术作为重要的支撑技术之一，根据不同的应用环境，对协议有不同的要求。传统的时间同步算法多是针对平面型的拓扑结构，例如RBS[2]算法、TPSN算法、FTSP[3]算法等，近年来研究的重点越来越趋向于层次性路由结构，如CHTS算法、HRTS算法、DHTS[2]算法等，各个算法着重点不同，有的考虑同步精度，有的考虑能耗问题，在精度与能耗问题上都能得到很好解决的比较鲜见。

文章通过对WSNs中已有时间同步算法的分析与总结，在保证精度的基础上，提出一种基于分簇的低能耗同步协议。

1 分簇路由协议及改进

采用分簇型的网络拓扑结构，考虑到现有的分簇算法中， LEACH （ low energy adaptive clustering hierarchy）算法是比较成熟且常用的分簇算法[4]，本文选择基于LEACH 算法形成的簇结构网络，并对原LEACH算法中的某些不足进行了改进。

1.1 簇首选举方法优化