傳感器網(wǎng)絡(luò)中事件時(shí)間標(biāo)簽的時(shí)間同步方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種傳感器網(wǎng)絡(luò)中事件時(shí)間標(biāo)簽的時(shí)間同步方法，其主要包括：按需創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)間的時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文；發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文和時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文，通過時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文完成節(jié)點(diǎn)之間事件時(shí)間標(biāo)簽的同步；基于時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文完成接收?qǐng)?bào)文合并；基于時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文的校正。該方法主要通過在整個(gè)多跳網(wǎng)絡(luò)完全采用分布式的方式進(jìn)行事件時(shí)間標(biāo)簽同步，只有當(dāng)本地節(jié)點(diǎn)與鄰居節(jié)點(diǎn)之間存在通信且時(shí)間不同步時(shí)才會(huì)進(jìn)行事件時(shí)間標(biāo)簽同步，時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文和數(shù)據(jù)報(bào)文可以通過不同路徑到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)，其具有實(shí)現(xiàn)方案簡(jiǎn)單、通信開銷小、動(dòng)態(tài)性好、靈活性強(qiáng)、完全分布式計(jì)算等優(yōu)點(diǎn)，能夠適應(yīng)不同網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)以及動(dòng)態(tài)性要求高的多跳網(wǎng)絡(luò)。
【專利說明】傳感器網(wǎng)絡(luò)中事件時(shí)間標(biāo)簽的時(shí)間同步方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于網(wǎng)絡(luò)通信【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種傳感器網(wǎng)絡(luò)中事件時(shí)間標(biāo)簽的時(shí)間同步方法的設(shè)計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳感器網(wǎng)絡(luò)中采集的事件數(shù)據(jù)通常都需要打上時(shí)間標(biāo)簽，時(shí)間標(biāo)簽是否精確對(duì)業(yè)務(wù)任務(wù)是否能正確執(zhí)行至關(guān)重要，但在實(shí)際事實(shí)中我們更關(guān)心的事件是數(shù)據(jù)所打的標(biāo)簽是否精確，而不關(guān)心網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)是否同步。例如，在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的入侵檢測(cè)應(yīng)用中，對(duì)入侵事件的發(fā)生時(shí)間和處理時(shí)間都需要有精確的時(shí)間記錄，而目前人們已經(jīng)提出的大部分解決方法都是依賴于網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間同步，但是大多算法對(duì)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湫?、?dòng)態(tài)性等有較多限制，而且部分算法的通信開銷較大、準(zhǔn)確性較低，在傳感器網(wǎng)絡(luò)，特別是多跳傳感器網(wǎng)絡(luò)中，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)同步常常比較困難，且網(wǎng)絡(luò)開銷極大，不能適應(yīng)較大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，2008年IEEE國(guó)際會(huì)議公開了一篇論文“無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的時(shí)鐘同步”，英文信息為 “K.1ae Noh, E.Serpedin, and K.Qaraqe, “A new approachfor time synchronization in wireless sensor networks: Pairwise broadcastsynchronization，，，Wireless Communications, IEEE Transactions on, vol.7, n0.9, pp.3318 - 3322，2008.”該方法通過監(jiān)聽一組傳感器節(jié)點(diǎn)的時(shí)間交換信息，來完成傳感器網(wǎng)絡(luò)中成對(duì)節(jié)點(diǎn)的時(shí)間同步過程，該方法通過成對(duì)廣播同步來實(shí)現(xiàn)整個(gè)傳感器中時(shí)間同步機(jī)制，導(dǎo)致同步交換信息通信開銷大，因而當(dāng)同步節(jié)點(diǎn)增多、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模變大時(shí)，時(shí)間同步延遲急劇變大,且通信開銷快速增大。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有多跳傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)時(shí)間同步方法中通信開銷大、同步可靠性低、動(dòng)態(tài)適應(yīng)性弱等缺點(diǎn)，提出了一種傳感器網(wǎng)絡(luò)中事件時(shí)間標(biāo)簽的時(shí)間同步方法，其時(shí)間同步的可靠性更高。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是:傳感器網(wǎng)絡(luò)中事件時(shí)間標(biāo)簽的時(shí)間同步方法，具體包括:
[0006]步驟1、按需創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)間的時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文:
[0007]每個(gè)本地節(jié)點(diǎn)i通過維護(hù)一個(gè)時(shí)間標(biāo)記列表來記錄本地節(jié)點(diǎn)i與鄰居節(jié)點(diǎn)j上一次時(shí)間同步的時(shí)間標(biāo)記，同時(shí)在時(shí)間標(biāo)記列表中設(shè)定一個(gè)時(shí)間閾值Tm，當(dāng)本地節(jié)點(diǎn)i與鄰居節(jié)點(diǎn)j之間存在通信，且本地節(jié)點(diǎn)i與鄰居節(jié)點(diǎn)j同步的時(shí)間標(biāo)記與上一次同步的時(shí)間標(biāo)記差值大于時(shí)間閾值Tm時(shí)，表示此時(shí)本地節(jié)點(diǎn)i與鄰居節(jié)點(diǎn)j不存在時(shí)間標(biāo)簽同步，構(gòu)建本地節(jié)點(diǎn)i與鄰居節(jié)點(diǎn)j之間的時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文，所述時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文中包括本地節(jié)點(diǎn)i與鄰居節(jié)點(diǎn)j之間的時(shí)鐘差異Du信息；
[0008]步驟2、發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文和時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文，通過時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文完成節(jié)點(diǎn)之間事件時(shí)間標(biāo)簽的同步:[0009]本地節(jié)點(diǎn)i與鄰居節(jié)點(diǎn)j存在通信時(shí)，本地節(jié)點(diǎn)i向鄰居節(jié)點(diǎn)j發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文以及步驟I中所述的按需創(chuàng)建的時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文；
[0010]每個(gè)本地節(jié)點(diǎn)i都維護(hù)一個(gè)自身的本地時(shí)鐘，本地節(jié)點(diǎn)i向鄰居節(jié)點(diǎn)j發(fā)送時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文時(shí)采用自身的本地時(shí)鐘Ti,本地節(jié)點(diǎn)i在接收鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送過來的時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文時(shí)，將相應(yīng)報(bào)文中對(duì)應(yīng)的鄰居節(jié)點(diǎn)j的時(shí)鐘時(shí)間L轉(zhuǎn)換為本地節(jié)點(diǎn)i的時(shí)鐘時(shí)間Ti ；
[0011]所述L到Ti的轉(zhuǎn)換過程具體為:本地節(jié)點(diǎn)i提取鄰居節(jié)點(diǎn)j發(fā)送過來的時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文中的時(shí)鐘差異Du信息，本地節(jié)點(diǎn)i的時(shí)鐘時(shí)間Ti加上它與鄰居節(jié)點(diǎn)j的時(shí)鐘差異Dij,即可得到時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文中鄰居節(jié)點(diǎn)j的時(shí)間信息Ir完成本地節(jié)點(diǎn)i與鄰居節(jié)點(diǎn)j之間的事件時(shí)間標(biāo)簽同步；
[0012]步驟3、基于時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文完成接收?qǐng)?bào)文合并；
[0013]所述步驟2中，時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文獨(dú)立于數(shù)據(jù)報(bào)文的傳輸，不影響本地節(jié)點(diǎn)i與鄰居節(jié)點(diǎn)j之間數(shù)據(jù)報(bào)文的路由通信路徑，所述數(shù)據(jù)報(bào)文通過網(wǎng)絡(luò)多跳的方式從本地節(jié)點(diǎn)i傳輸?shù)侥康墓?jié)點(diǎn)，所述目的節(jié)點(diǎn)為本地節(jié)點(diǎn)i發(fā)送的數(shù)據(jù)報(bào)文的終點(diǎn)，所述時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文從本地節(jié)點(diǎn)i按照步驟I中所述的按需創(chuàng)建時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文同步到目的節(jié)點(diǎn)，在目的節(jié)點(diǎn)將匹配的數(shù)據(jù)報(bào)文與時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文合并成完整的接收?qǐng)?bào)文。
[0014]進(jìn)一步的，所述步驟I中，每個(gè)本地節(jié)點(diǎn)i與鄰居節(jié)點(diǎn)j之間時(shí)鐘差異Du通過一ADu時(shí)間同步列表來進(jìn)行維護(hù)。
[0015]進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)報(bào)文包括本地節(jié)點(diǎn)事件EID編號(hào)、鄰居節(jié)點(diǎn)ID編號(hào)、事件數(shù)據(jù)部分，所述時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文包括本地節(jié)點(diǎn)事件EID編號(hào)、鄰居節(jié)點(diǎn)ID編號(hào)、本地節(jié)點(diǎn)i與鄰居節(jié)點(diǎn)j之間的時(shí)鐘差異Dij部分，所述數(shù)據(jù)報(bào)文與所述時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文的匹配通過驗(yàn)證兩報(bào)文中的本地節(jié)點(diǎn)事件EID編號(hào)、鄰居節(jié)點(diǎn)ID編號(hào)兩部分是否一致來完成。
[0016]進(jìn)一步的，所述步驟 2中本地節(jié)點(diǎn)i和鄰居節(jié)點(diǎn)j對(duì)應(yīng)的本地時(shí)鐘時(shí)間為Ti和Tj
存在如下同步關(guān)系:7丨=1J - 0U + ! )(// - 7'/):其中&為鄰居節(jié)點(diǎn)j對(duì)應(yīng)的任意時(shí)亥lj，Bi和a」為兩節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘頻率漂移參數(shù)。
[0017]更進(jìn)一步的，當(dāng)本地節(jié)點(diǎn)i與鄰居節(jié)點(diǎn)j的時(shí)鐘頻率一致時(shí)，兩節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘頻率漂移參數(shù)也相等，則本地節(jié)點(diǎn)i和鄰居節(jié)點(diǎn)j對(duì)應(yīng)的本地時(shí)鐘時(shí)間為Ti和L的同步關(guān)系為:TfTj-Dijtl
[0018]進(jìn)一步的，在完成所述步驟3之后，還包括，基于時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文的校正:
[0019]在目的節(jié)點(diǎn)接收到的數(shù)據(jù)報(bào)文沒有所匹配的時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文時(shí)，需要完成基于時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文的校正，通過時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文中所攜帶的時(shí)間標(biāo)簽信息，結(jié)合在目的節(jié)點(diǎn)沒有匹配的數(shù)據(jù)報(bào)文信息，計(jì)算源節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)之間的時(shí)間差異信息，并構(gòu)建所丟失的時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文，完成目的節(jié)點(diǎn)接收?qǐng)?bào)文中互相匹配的時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文和數(shù)據(jù)報(bào)文的成功合并，其中所述源節(jié)點(diǎn)為數(shù)據(jù)報(bào)文發(fā)送的起點(diǎn)。
[0020]進(jìn)一步的，在目的節(jié)點(diǎn)所獲得互相匹配的時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文和數(shù)據(jù)報(bào)文中，如果存在錯(cuò)誤的源節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)之間的時(shí)鐘差異Du信息時(shí)，通過分析目的節(jié)點(diǎn)其他的接收?qǐng)?bào)文中的時(shí)間標(biāo)簽信息，完成對(duì)時(shí)鐘差異Du信息的分析校正。
[0021]進(jìn)一步的，還包括目的節(jié)點(diǎn)與時(shí)間參考節(jié)點(diǎn)之間事件時(shí)間標(biāo)簽同步，當(dāng)目的節(jié)點(diǎn)需要知道源節(jié)點(diǎn)上發(fā)生的事件Event的參考時(shí)鐘時(shí)間時(shí)，傳感器網(wǎng)絡(luò)中必須存在可達(dá)的時(shí)間參考節(jié)點(diǎn)；當(dāng)目的節(jié)點(diǎn)必須經(jīng)過源節(jié)點(diǎn)才能到達(dá)時(shí)間參考節(jié)點(diǎn)時(shí)，通過所述步驟I和所述步驟2完成源節(jié)點(diǎn)與時(shí)間參考節(jié)點(diǎn)的事件時(shí)間標(biāo)簽同步以及完成源節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)的事件時(shí)間標(biāo)簽同步；
[0022]當(dāng)目的節(jié)點(diǎn)可以不經(jīng)過源節(jié)點(diǎn)直接到達(dá)時(shí)間參考節(jié)點(diǎn)，即源節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)存在不同的路徑可以到達(dá)時(shí)間參考節(jié)點(diǎn)時(shí)，將包含目的節(jié)點(diǎn)的本地時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文發(fā)送給時(shí)間參考節(jié)點(diǎn)，時(shí)間參考節(jié)點(diǎn)提取來自目的節(jié)點(diǎn)時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文中的時(shí)鐘差異信息，由于時(shí)間參考節(jié)點(diǎn)的本地時(shí)鐘時(shí)間即為參考時(shí)鐘時(shí)間，因而能夠計(jì)算出所述目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送的時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文對(duì)應(yīng)的參考時(shí)鐘時(shí)間，將參考時(shí)鐘時(shí)間作為數(shù)據(jù)發(fā)送給目的節(jié)點(diǎn)，完成目的節(jié)點(diǎn)與時(shí)間參考節(jié)點(diǎn)的事件時(shí)間標(biāo)簽同步。
[0023]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明傳感器網(wǎng)絡(luò)中事件時(shí)間標(biāo)簽的時(shí)間同步方法通過在整個(gè)多跳網(wǎng)絡(luò)完全采用分布式的方式進(jìn)行事件時(shí)間標(biāo)簽同步，只有當(dāng)本地節(jié)點(diǎn)與鄰居節(jié)點(diǎn)之間存在通信且時(shí)間不同步時(shí)才會(huì)進(jìn)行事件時(shí)間標(biāo)簽同步，并且時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文將節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)通信與節(jié)點(diǎn)事件的時(shí)間標(biāo)簽同步過程完全獨(dú)立開來，節(jié)點(diǎn)間事件的時(shí)間標(biāo)簽同步過程并不依賴于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信路由機(jī)制，時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文和數(shù)據(jù)報(bào)文可以通過不同路徑到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)，互相匹配的時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文和數(shù)據(jù)報(bào)文在目的節(jié)點(diǎn)最終合并成完整的接收?qǐng)?bào)文，在目的節(jié)點(diǎn)完成對(duì)無效時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文的校正，其具有實(shí)現(xiàn)方案簡(jiǎn)單、通信開銷小、動(dòng)態(tài)性好、靈活性強(qiáng)、完全分布式計(jì)算等優(yōu)點(diǎn)，能夠適應(yīng)不同網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)以及動(dòng)態(tài)性要求高的多跳網(wǎng)絡(luò)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的傳感器網(wǎng)絡(luò)中事件時(shí)間標(biāo)簽的時(shí)間同步方法的流程框圖；
[0025]圖2為本發(fā)明實(shí)施例的傳感器網(wǎng)絡(luò)中事件時(shí)間標(biāo)簽的時(shí)間同步方法中具體實(shí)施例I的時(shí)間標(biāo)簽同步過程的示意圖；
[0026]圖3為本發(fā)明實(shí)施例的傳感器網(wǎng)絡(luò)中事件時(shí)間標(biāo)簽的時(shí)間同步方法中具體實(shí)施例2的時(shí)間標(biāo)簽同步過程的示意圖1 ;
[0027]圖4為本發(fā)明實(shí)施例的傳感器網(wǎng)絡(luò)中事件時(shí)間標(biāo)簽的時(shí)間同步方法中具體實(shí)施例2的時(shí)間標(biāo)簽同步過程的示意圖2 ；
[0028]圖5為本發(fā)明實(shí)施例的傳感器網(wǎng)絡(luò)中事件時(shí)間標(biāo)簽的時(shí)間同步方法中具體實(shí)施例3的時(shí)間標(biāo)簽校正過程的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述。
[0030]本發(fā)明設(shè)定的環(huán)境是在一個(gè)具有不同網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜蛣?dòng)態(tài)的多跳網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，例如無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)或者多跳無線局域網(wǎng)絡(luò)，將網(wǎng)絡(luò)中任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)中的一個(gè)作為本地節(jié)點(diǎn)i，另一個(gè)作為鄰居節(jié)點(diǎn)j，下面通過具體的實(shí)施過程對(duì)本發(fā)明中本地節(jié)點(diǎn)i和鄰居節(jié)點(diǎn)j的事件時(shí)間標(biāo)簽的可靠時(shí)間同步方法進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0031]如圖1所示為本發(fā)明實(shí)施例的傳感器網(wǎng)絡(luò)中事件時(shí)間標(biāo)簽的時(shí)間同步方法的流程框圖，其具體包括如下步驟:
[0032]步驟1、按需創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)間的時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文:
[0033]每個(gè)本地節(jié)點(diǎn)i通過維護(hù)一個(gè)時(shí)間標(biāo)記列表來記錄本地節(jié)點(diǎn)i與本地節(jié)點(diǎn)i的眾鄰居節(jié)點(diǎn)j上一次時(shí)間同步的時(shí)間標(biāo)記，同時(shí)在時(shí)間列表中設(shè)定一個(gè)時(shí)間閾值^，所述時(shí)間閾值Tm是根據(jù)過去的多次的時(shí)間同步間隔所得的經(jīng)驗(yàn)值，當(dāng)本地節(jié)點(diǎn)i與鄰居節(jié)點(diǎn)j同步的時(shí)間標(biāo)記與上一次同步的時(shí)間標(biāo)記差值大于時(shí)間閾值Tm時(shí)，表示此時(shí)本地節(jié)點(diǎn)i與鄰居節(jié)點(diǎn)j不存在時(shí)間同步，否則說明此時(shí)本地節(jié)點(diǎn)與鄰居節(jié)點(diǎn)依舊同步；
[0034]當(dāng)本地節(jié)點(diǎn)i與鄰居節(jié)點(diǎn)j之間存在通信，并且本地節(jié)點(diǎn)i與鄰居節(jié)點(diǎn)j之間本次同步的時(shí)間標(biāo)記與上一次同步的時(shí)間標(biāo)記之差大于時(shí)間閾值Tm時(shí)，需要構(gòu)建本地節(jié)點(diǎn)i與鄰居節(jié)點(diǎn)j之間的時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文，所述時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文中包括本地節(jié)點(diǎn)i與鄰居節(jié)點(diǎn)j之間的時(shí)鐘差異Du信息，每個(gè)本地節(jié)點(diǎn)i與鄰居節(jié)點(diǎn)j之間時(shí)鐘差異Du通過一個(gè)Du時(shí)間同步列表來進(jìn)行維護(hù)。
[0035]其中，所述按需計(jì)算本地節(jié)點(diǎn)i和鄰居節(jié)點(diǎn)j之間的時(shí)鐘差異是指節(jié)點(diǎn)之間的時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文的按需同步。
[0036]步驟2、發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文和時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文，通過時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文完成節(jié)點(diǎn)之間事件時(shí)間標(biāo)簽的同步:
[0037]本地節(jié)點(diǎn)i與鄰居節(jié)點(diǎn)j存在通信時(shí)，本地節(jié)點(diǎn)i向鄰居節(jié)點(diǎn)j發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文以及步驟I中所述的按需創(chuàng)建的時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文；
[0038]每個(gè)本地節(jié)點(diǎn)i都維護(hù)一個(gè)自身的本地時(shí)鐘，本地節(jié)點(diǎn)i向鄰居節(jié)點(diǎn)j發(fā)送時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文時(shí)采用自身的本地時(shí)鐘Ti,本地節(jié)點(diǎn)i在接收鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送過來的時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文時(shí)，將相應(yīng)報(bào)文中對(duì)應(yīng)的鄰居節(jié)點(diǎn)j的時(shí)鐘時(shí)間L轉(zhuǎn)換為本地節(jié)點(diǎn)i的時(shí)鐘時(shí)間Ti ;本地節(jié)點(diǎn)i提取鄰居節(jié)點(diǎn)j發(fā)送過來的時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文中的時(shí)鐘差異Du信息，本地節(jié)點(diǎn)i的時(shí)鐘時(shí)間Ti加上它與鄰居節(jié)點(diǎn)j的時(shí)鐘差異Du，即可得到時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文中鄰居節(jié)點(diǎn)j的時(shí)間信息Ir完成本地節(jié)點(diǎn)i與鄰居節(jié)點(diǎn)j之間的事件時(shí)間標(biāo)簽同步；
[0039]其中，所述本地節(jié)點(diǎn)i和鄰居節(jié)點(diǎn)j對(duì)應(yīng)的本地時(shí)鐘時(shí)間為Ti和Tj存在如下同步關(guān)系:7:.= rJ — Dn +^~ ,){/ / _ L )；其中tj為鄰居節(jié)點(diǎn)j對(duì)應(yīng)的任意時(shí)刻，Bi和a」為.j
兩節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘頻率漂移參數(shù)，當(dāng)本地節(jié)點(diǎn)i與鄰居節(jié)點(diǎn)j的時(shí)鐘頻率一致時(shí)，則它們的時(shí)鐘頻率漂移參數(shù)也相等，則本地節(jié)點(diǎn)i和鄰居節(jié)點(diǎn)j對(duì)應(yīng)的本地時(shí)鐘時(shí)間為Ti和L的同步關(guān)系可以簡(jiǎn)化為=Ti=Tj-Dij，從而通過時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文中攜帶的時(shí)鐘差異Dij信息實(shí)現(xiàn)了本地節(jié)點(diǎn)i與鄰居節(jié)點(diǎn)j之間的時(shí)間標(biāo)簽同步，即完成了本地節(jié)點(diǎn)與鄰居節(jié)點(diǎn)之間事件的時(shí)間標(biāo)簽同步。
[0040]所述數(shù)據(jù)報(bào)文主要由本地節(jié)點(diǎn)事件EID編號(hào)、鄰居節(jié)點(diǎn)ID編號(hào)、事件數(shù)據(jù)、本地節(jié)點(diǎn)時(shí)間標(biāo)簽同步時(shí)間標(biāo)記Tim四部分組成，所述時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文由本地節(jié)點(diǎn)事件EID編號(hào)、鄰居節(jié)點(diǎn)ID編號(hào)、本地節(jié)點(diǎn)i與鄰居節(jié)點(diǎn)j之間的時(shí)鐘差異Du、本地節(jié)點(diǎn)時(shí)間標(biāo)簽同步時(shí)間標(biāo)記Tim等幾部分組成，其中數(shù)據(jù)報(bào)文和時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文中的各個(gè)部分將結(jié)合以下所述的數(shù)據(jù)報(bào)文和時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文的校正進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0041]步驟3、基于時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文完成接收?qǐng)?bào)文合并；
[0042]所述步驟2中，時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文獨(dú)立于數(shù)據(jù)報(bào)文的傳輸，不影響本地節(jié)點(diǎn)i與鄰居節(jié)點(diǎn)j之間數(shù)據(jù)報(bào)文的路由通信路徑，所述數(shù)據(jù)報(bào)文通過網(wǎng)絡(luò)多跳的方式從本地節(jié)點(diǎn)i傳輸?shù)侥康墓?jié)點(diǎn)，所述目的節(jié)點(diǎn)為本地節(jié)點(diǎn)i發(fā)送的數(shù)據(jù)報(bào)文的終點(diǎn)，所述時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文從本地節(jié)點(diǎn)i按照步驟I中所述的按需創(chuàng)建時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文同步到目的節(jié)點(diǎn)，在目的節(jié)點(diǎn)將匹配的數(shù)據(jù)報(bào)文與時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文合并成完整的接收?qǐng)?bào)文。
[0043]在目的節(jié)點(diǎn)完成相互匹配的數(shù)據(jù)報(bào)文與時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文的合并過程中，需要在目的節(jié)點(diǎn)獲取來自鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送過來的數(shù)據(jù)報(bào)文和時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文，并提取數(shù)據(jù)報(bào)文和時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文中的本地節(jié)點(diǎn)事件EID編號(hào)、鄰居節(jié)點(diǎn)ID編號(hào)，并對(duì)比分析編號(hào)匹配的數(shù)據(jù)報(bào)文與時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文，將其兩者均匹配的數(shù)據(jù)報(bào)文與時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文進(jìn)行合并成完整接收?qǐng)?bào)文。
[0044]其中，傳感器網(wǎng)絡(luò)中的完整的接收?qǐng)?bào)文包括了數(shù)據(jù)報(bào)文和時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文，由于數(shù)據(jù)報(bào)文和時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文具有分別獨(dú)立的路由路徑，而考慮到整個(gè)多跳網(wǎng)絡(luò)中的報(bào)文擁塞和報(bào)文丟失等情況，當(dāng)在目的節(jié)點(diǎn)接收到的數(shù)據(jù)報(bào)文沒有所匹配的時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文的時(shí)候，需要完成基于時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文的可靠校正，通過時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文中所攜帶的源節(jié)點(diǎn)事件EID編號(hào)、目的節(jié)點(diǎn)ID編號(hào)、源節(jié)點(diǎn)時(shí)間同步時(shí)間標(biāo)記，以及結(jié)合在目的節(jié)點(diǎn)沒有匹配的數(shù)據(jù)報(bào)文信息，通過回歸分析等方法來計(jì)算源節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)之間的時(shí)間差異信息，并構(gòu)建所丟失的時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文，進(jìn)而完成目的節(jié)點(diǎn)接收?qǐng)?bào)文中互相匹配的時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文和數(shù)據(jù)報(bào)文的成功合并。此外，在目的節(jié)點(diǎn)所獲得互相匹配的時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文和數(shù)據(jù)報(bào)文中，如果存在明顯錯(cuò)誤的源節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)之間的時(shí)鐘差異Du信息時(shí)，通過分析目的節(jié)點(diǎn)其他的接收?qǐng)?bào)文中的時(shí)間標(biāo)簽信息，完成對(duì)偏差較大的時(shí)鐘差異Dij信息的分析校正，最終完成節(jié)點(diǎn)之間可靠的時(shí)間同步以及數(shù)據(jù)通信過程。
[0045]上述方法還包括目的節(jié)點(diǎn)與參考節(jié)點(diǎn)之間事件時(shí)間標(biāo)簽同步，當(dāng)目的節(jié)點(diǎn)需要知道事件Event的參考時(shí)鐘時(shí)間時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中必須存在可達(dá)的時(shí)間參考節(jié)點(diǎn)。當(dāng)目的節(jié)點(diǎn)必須經(jīng)過源節(jié)點(diǎn)才能到達(dá)時(shí)間參考節(jié)點(diǎn)時(shí)，此時(shí)通過步驟I和步驟2上半部分完成源節(jié)點(diǎn)與時(shí)間參考節(jié)點(diǎn)的事件時(shí)間標(biāo)簽同步，由于時(shí)間參考節(jié)點(diǎn)的本地時(shí)間即是參考時(shí)鐘時(shí)間，因此可以計(jì)算出源節(jié)點(diǎn)發(fā)送到時(shí)間參考節(jié)點(diǎn)的時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文所對(duì)應(yīng)的參考時(shí)鐘時(shí)間，通過將參考時(shí)鐘時(shí)間作為數(shù)據(jù)發(fā)送給源節(jié)點(diǎn)，即可得到源節(jié)點(diǎn)事件所對(duì)應(yīng)的參考時(shí)鐘時(shí)間，完成源節(jié)點(diǎn)與時(shí)間參考節(jié)點(diǎn)的事件時(shí)間標(biāo)簽同步；然后按照步驟2上半部分完成源節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)的事件時(shí)間標(biāo)簽同步，由于此時(shí)源節(jié)點(diǎn)已經(jīng)與時(shí)間參考節(jié)點(diǎn)同步，根據(jù)同步的傳遞性，當(dāng)前目的節(jié)點(diǎn)即完成了與時(shí)間參考節(jié)點(diǎn)的事件時(shí)間標(biāo)簽同步。當(dāng)目的節(jié)點(diǎn)可以不經(jīng)過源節(jié)點(diǎn)直接到達(dá)時(shí)間參考節(jié)點(diǎn)，即源節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)存在不同的路徑可以到達(dá)時(shí)間參考節(jié)點(diǎn)時(shí)，由于通信過程中都采用的是節(jié)點(diǎn)的本地時(shí)鐘時(shí)間，因此當(dāng)目的節(jié)點(diǎn)需要與時(shí)間參考節(jié)點(diǎn)完成同步時(shí)，只需要將包含目的節(jié)點(diǎn)的本地時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文發(fā)送給時(shí)間參考節(jié)點(diǎn)，時(shí)間參考節(jié)點(diǎn)提取來自目的節(jié)點(diǎn)時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文中的時(shí)鐘差異信息，由于時(shí)間參考節(jié)點(diǎn)的本地時(shí)鐘時(shí)間即為參考時(shí)鐘時(shí)間，因而能夠計(jì)算出報(bào)文對(duì)應(yīng)的參考時(shí)鐘時(shí)間，通過將參考時(shí)鐘時(shí)間作為數(shù)據(jù)發(fā)送給目的節(jié)點(diǎn)，即可得到目的節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的參考時(shí)鐘時(shí)間，繼而完成目的節(jié)點(diǎn)與時(shí)間參考節(jié)點(diǎn)的事件時(shí)間標(biāo)簽同步。
[0046]下面通過三個(gè)具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明傳感器網(wǎng)絡(luò)中事件時(shí)間標(biāo)簽的時(shí)間同步方法做進(jìn)一步的闡述:
[0047]實(shí)施例1:如圖2所示為本發(fā)明實(shí)施例1中網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)A到節(jié)點(diǎn)D與時(shí)鐘參考節(jié)點(diǎn)M之間的事件時(shí)間標(biāo)簽的同步過程示意圖，其中虛線表示時(shí)間標(biāo)簽路徑，實(shí)線表示數(shù)據(jù)通信路徑，中心線表示時(shí)間答復(fù)路徑，在如圖2所示的分布式多跳網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)A處產(chǎn)生了一個(gè)對(duì)時(shí)間敏感的事件源Event,節(jié)點(diǎn)A需要將這個(gè)事件Event通知給節(jié)點(diǎn)D,同時(shí)節(jié)點(diǎn)D需要知道這個(gè)事件的參考時(shí)鐘時(shí)間(即UTC時(shí)間)，且節(jié)點(diǎn)A需要經(jīng)過節(jié)點(diǎn)B、節(jié)點(diǎn)C才能完成與節(jié)點(diǎn)D的通信。在本實(shí)施例中，節(jié)點(diǎn)A經(jīng)過節(jié)點(diǎn)E可以與節(jié)點(diǎn)M (即時(shí)間參考節(jié)點(diǎn))完成通信，而節(jié)點(diǎn)D必須經(jīng)過節(jié)點(diǎn)A才能完成與節(jié)點(diǎn)M的通信。
[0048]節(jié)點(diǎn)A處產(chǎn)生一個(gè)時(shí)間敏感的事件源Event,且節(jié)點(diǎn)A經(jīng)過節(jié)點(diǎn)E可以到達(dá)時(shí)間參考節(jié)點(diǎn)M，節(jié)點(diǎn)A將事件Event的時(shí)間信息封裝到一個(gè)時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文當(dāng)中，時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文信息為:節(jié)點(diǎn)A事件Event的EID編號(hào)、節(jié)點(diǎn)E的ID編號(hào)、節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)E之間的時(shí)鐘差異Dae、節(jié)點(diǎn)A時(shí)間標(biāo)簽同步時(shí)間標(biāo)記TAm等內(nèi)容。時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文經(jīng)由節(jié)點(diǎn)E發(fā)送給節(jié)點(diǎn)M，節(jié)點(diǎn)M收到這個(gè)時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文后，基于節(jié)點(diǎn)M的本地時(shí)鐘時(shí)間創(chuàng)建一個(gè)時(shí)間答復(fù)報(bào)文，回復(fù)給節(jié)點(diǎn)A，由于節(jié)點(diǎn)M的本地時(shí)鐘時(shí)間即是UTC時(shí)間，所以節(jié)點(diǎn)A收到來自節(jié)點(diǎn)M的時(shí)間答復(fù)報(bào)文后就知道了事件Event所對(duì)應(yīng)的UTC時(shí)間。
[0049]節(jié)點(diǎn)A根據(jù)時(shí)間答復(fù)報(bào)文信息，完成事件Event與時(shí)間參考節(jié)點(diǎn)的時(shí)間標(biāo)簽同步，即將事件Event的時(shí)鐘時(shí)間換成UTC時(shí)間。節(jié)點(diǎn)A需要經(jīng)過節(jié)點(diǎn)B、節(jié)點(diǎn)C的轉(zhuǎn)發(fā)，將事件Event通知給節(jié)點(diǎn)D。由于此時(shí)節(jié)點(diǎn)A僅與節(jié)點(diǎn)B存在通信且時(shí)間不同步,基于節(jié)點(diǎn)A的本地時(shí)鐘時(shí)間(此時(shí)節(jié)點(diǎn)A的本地時(shí)鐘時(shí)間即為UTC時(shí)間)創(chuàng)建時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文，時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文信息為:節(jié)點(diǎn)A事件Event的EID編號(hào)、節(jié)點(diǎn)B的ID編號(hào)、節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)B之間的時(shí)鐘差異Dab、節(jié)點(diǎn)A時(shí)間標(biāo)簽同步時(shí)間標(biāo)記TAm等內(nèi)容。節(jié)點(diǎn)B收到來自于節(jié)點(diǎn)A的時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文后，將節(jié)點(diǎn)B自身的本地時(shí)鐘時(shí)間調(diào)整成與節(jié)點(diǎn)A同步的時(shí)間。繼而采用相同過程完成節(jié)點(diǎn)B與節(jié)點(diǎn)C的事件時(shí)間標(biāo)簽同步、節(jié)點(diǎn)C與節(jié)點(diǎn)D的事件時(shí)間標(biāo)簽同步，即最終目的節(jié)點(diǎn)D獲得事件Event的UTC時(shí)間，事件Event的時(shí)間標(biāo)簽同步過程結(jié)束。
[0050]實(shí)施例2:如圖3、圖4所示為本發(fā)明實(shí)施例1中網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)A到節(jié)點(diǎn)D與時(shí)鐘參考節(jié)點(diǎn)M之間的事件時(shí)間標(biāo)簽的同步過程示意圖，其中虛線表示時(shí)間標(biāo)簽路徑，實(shí)線表示數(shù)據(jù)通信路徑，中心線表示時(shí)間答復(fù)路徑。在如圖3所示的分布式多跳網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)A處產(chǎn)生了一個(gè)對(duì)時(shí)間敏感的事件源Event,節(jié)點(diǎn)A需要將這個(gè)事件Event通知給節(jié)點(diǎn)D,同時(shí)節(jié)點(diǎn)D需要知道這個(gè)事件Event的參考時(shí)鐘時(shí)間(即UTC時(shí)間)，且節(jié)點(diǎn)A需要經(jīng)過節(jié)點(diǎn)B、節(jié)點(diǎn)C才能完成與節(jié)點(diǎn)D的通信。在本例中，節(jié)點(diǎn)A經(jīng)過節(jié)點(diǎn)E可以與節(jié)點(diǎn)M (即時(shí)間參考節(jié)點(diǎn))完成通信，而節(jié)點(diǎn)D可以經(jīng)過節(jié)點(diǎn)F完成與節(jié)點(diǎn)M的通信。
[0051]如圖3所示，節(jié)點(diǎn)A經(jīng)過節(jié)點(diǎn)B、節(jié)點(diǎn)C的轉(zhuǎn)發(fā)才能完成與節(jié)點(diǎn)D的通信，節(jié)點(diǎn)A處產(chǎn)生一個(gè)時(shí)間敏感事件Event，一方面，事件Event的數(shù)據(jù)報(bào)文通過傳統(tǒng)路由路徑傳遞到目的節(jié)點(diǎn)D ;另一方面，基于節(jié)點(diǎn)A本地時(shí)鐘時(shí)間創(chuàng)建一個(gè)時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文，時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文信息為:節(jié)點(diǎn)A事件Event的EID編號(hào)、節(jié)點(diǎn)E的ID編號(hào)、節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)E之間的時(shí)鐘差異DAE、節(jié)點(diǎn)A時(shí)間標(biāo)簽同步時(shí)間標(biāo)記TAm等內(nèi)容。時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文經(jīng)由節(jié)點(diǎn)E發(fā)送給節(jié)點(diǎn)M，節(jié)點(diǎn)M收到這個(gè)時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文后，基于節(jié)點(diǎn)M的本地時(shí)鐘時(shí)間創(chuàng)建一個(gè)時(shí)間答復(fù)報(bào)文，發(fā)送給目的節(jié)點(diǎn)D，從而節(jié)點(diǎn)D知道了來自節(jié)點(diǎn)A的事件Event的UTC時(shí)間。
[0052]如圖4所示，節(jié)點(diǎn)A經(jīng)過節(jié)點(diǎn)B、節(jié)點(diǎn)C的轉(zhuǎn)發(fā)才能完成與節(jié)點(diǎn)D的通信，節(jié)點(diǎn)A處產(chǎn)生一個(gè)時(shí)間敏感事件Event，事件Event的數(shù)據(jù)報(bào)文通過傳統(tǒng)路由路徑傳遞到目的節(jié)點(diǎn)D0目的節(jié)點(diǎn)D在收到來自節(jié)點(diǎn)A的事件Event數(shù)據(jù)報(bào)文之后，為了知道來自節(jié)點(diǎn)A的事件Event的UTC時(shí)間，基于節(jié)點(diǎn)D本地時(shí)鐘時(shí)間創(chuàng)建一個(gè)時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文，時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文信息為:節(jié)點(diǎn)A事件Event的EID編號(hào)、節(jié)點(diǎn)F的ID編號(hào)、節(jié)點(diǎn)D與節(jié)點(diǎn)F之間的時(shí)鐘差異Ddf、節(jié)點(diǎn)D時(shí)間標(biāo)簽同步時(shí)間標(biāo)記TDm等內(nèi)容。時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文經(jīng)由節(jié)點(diǎn)F發(fā)送給節(jié)點(diǎn)M，節(jié)點(diǎn)M收到這個(gè)時(shí)間查詢報(bào)文后，基于節(jié)點(diǎn)M的本地時(shí)鐘時(shí)間創(chuàng)建一個(gè)時(shí)間答復(fù)報(bào)文，并回復(fù)給節(jié)點(diǎn)D，從而節(jié)點(diǎn)D知道了來自節(jié)點(diǎn)A的事件Event的UTC時(shí)間。
[0053]實(shí)施例3:如圖5所示本發(fā)明實(shí)施例中需要校正時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文的同步過程示意圖，其中虛線表示時(shí)間標(biāo)簽路徑，實(shí)線表示數(shù)據(jù)通信路徑，線上標(biāo)注表示通信報(bào)文鏈接數(shù)目。在圖5所示的分布式多跳網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)A處產(chǎn)生了一個(gè)對(duì)時(shí)間敏感的事件源Event，節(jié)點(diǎn)A需要將這個(gè)事件Event通知給節(jié)點(diǎn)C,節(jié)點(diǎn)A需要經(jīng)過節(jié)點(diǎn)B的轉(zhuǎn)發(fā)才能完成與節(jié)點(diǎn)C的通信，在某一段時(shí)間里，節(jié)點(diǎn)A向節(jié)點(diǎn)B發(fā)送了 3條數(shù)據(jù)報(bào)文和3條時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文，數(shù)據(jù)報(bào)文信息為:節(jié)點(diǎn)A時(shí)間Event的EID編號(hào)、節(jié)點(diǎn)B的ID編號(hào)、節(jié)點(diǎn)A時(shí)間標(biāo)簽同步時(shí)間標(biāo)記Tta⑴(i表示不同報(bào)文的時(shí)間標(biāo)記順序，可取值為1、2、3)、事件Event數(shù)據(jù)等內(nèi)容；時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文信息為:節(jié)點(diǎn)A事件Event的EID編號(hào)、節(jié)點(diǎn)B的ID編號(hào)、節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)B之間的時(shí)鐘差異Dab、節(jié)點(diǎn)A時(shí)間標(biāo)簽同步時(shí)間標(biāo)記Tadi⑴(i表示不同報(bào)文的時(shí)間標(biāo)記順序，可取值為1、2、3)等內(nèi)容。節(jié)點(diǎn)B收到來自于節(jié)點(diǎn)A的時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文后，將節(jié)點(diǎn)B自身的本地時(shí)鐘時(shí)間調(diào)整成與節(jié)點(diǎn)A同步的時(shí)間。由于節(jié)點(diǎn)B與節(jié)點(diǎn)C之間存在通信且時(shí)間不同步，節(jié)點(diǎn)B基于其本地時(shí)鐘時(shí)間創(chuàng)建時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文和數(shù)據(jù)報(bào)文發(fā)送給節(jié)點(diǎn)C。此時(shí)在節(jié)點(diǎn)C處，節(jié)點(diǎn)B發(fā)送給節(jié)點(diǎn)C的數(shù)據(jù)報(bào)文順利被順利接收(共3條)，而由于網(wǎng)絡(luò)原因節(jié)點(diǎn)此處僅收到2條時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文，丟失了時(shí)間標(biāo)記為TAm⑵的時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文信息。此時(shí)在節(jié)點(diǎn)C處匹配所收到的數(shù)據(jù)報(bào)文和時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文中源節(jié)點(diǎn)事件Event的EID編號(hào)、目的節(jié)點(diǎn)ID編號(hào)均相同的報(bào)文，并將其合并成完整的接收?qǐng)?bào)文。由于時(shí)間標(biāo)記為TAm⑵的時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文信息丟失，在節(jié)點(diǎn)C處，根據(jù)提取其他兩條時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文中的時(shí)間標(biāo)記信息及時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文內(nèi)容，采用線性回歸的方式計(jì)算丟失報(bào)文中的源節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)之間的時(shí)間差異信息，完成對(duì)丟失的時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文進(jìn)行校正，構(gòu)造一條時(shí)間標(biāo)記為Tadi⑵的時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文，以完成對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)文和其匹配的時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文的合并操作。繼而完成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中通信節(jié)點(diǎn)的事件時(shí)間標(biāo)簽同步。
【權(quán)利要求】
1.傳感器網(wǎng)絡(luò)中事件時(shí)間標(biāo)簽的時(shí)間同步方法，其特征在于，具體包括: 步驟1、按需創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)間的時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文: 每個(gè)本地節(jié)點(diǎn)i通過維護(hù)一個(gè)時(shí)間標(biāo)記列表來記錄本地節(jié)點(diǎn)i與鄰居節(jié)點(diǎn)j上一次時(shí)間同步的時(shí)間標(biāo)記，同時(shí)在時(shí)間標(biāo)記列表中設(shè)定一個(gè)時(shí)間閾值Tm，當(dāng)本地節(jié)點(diǎn)i與鄰居節(jié)點(diǎn)j之間存在通信，且本地節(jié)點(diǎn)i與鄰居節(jié)點(diǎn)j同步的時(shí)間標(biāo)記與上一次同步的時(shí)間標(biāo)記差值大于時(shí)間閾值Tm時(shí)，表示此時(shí)本地節(jié)點(diǎn)i與鄰居節(jié)點(diǎn)j不存在時(shí)間同步，構(gòu)建本地節(jié)點(diǎn)i與鄰居節(jié)點(diǎn)j之間的時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文，所述時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文中包括本地節(jié)點(diǎn)i與鄰居節(jié)點(diǎn)j之間的時(shí)鐘差異Du信息； 步驟2、發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文和時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文，通過時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文完成節(jié)點(diǎn)之間事件時(shí)間標(biāo)簽的同步: 本地節(jié)點(diǎn)i與鄰居節(jié)點(diǎn)j存在通信時(shí)，本地節(jié)點(diǎn)i向鄰居節(jié)點(diǎn)j發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文以及步驟I中所述的按需創(chuàng)建的時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文； 每個(gè)本地節(jié)點(diǎn)i都維護(hù)一個(gè)自身的本地時(shí)鐘，本地節(jié)點(diǎn)i向鄰居節(jié)點(diǎn)j發(fā)送時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文時(shí)采用自身的本地時(shí)鐘Ti，本地節(jié)點(diǎn)i在接收鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送過來的時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文時(shí)，將相應(yīng)報(bào)文中對(duì)應(yīng)的鄰居節(jié)點(diǎn)j的時(shí)鐘時(shí)間轉(zhuǎn)換為本地節(jié)點(diǎn)i的時(shí)鐘時(shí)間Ti ； 所述L到Ti的轉(zhuǎn)換過程具體為:本地節(jié)點(diǎn)i提取鄰居節(jié)點(diǎn)j發(fā)送過來的時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文中的時(shí)鐘差異Du信息，本地節(jié)點(diǎn)i的時(shí)鐘時(shí)間Ti加上它與鄰居節(jié)點(diǎn)j的時(shí)鐘差異Du，即可得到時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文中鄰居節(jié)點(diǎn)j的時(shí)間信息Ir完成本地節(jié)點(diǎn)i與鄰居節(jié)點(diǎn)j之間的事件時(shí)間標(biāo)簽同步； 步驟3、基于時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文完成接收?qǐng)?bào)文合并；
所述步驟2中，時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文獨(dú)立于數(shù)據(jù)報(bào)文的傳輸，不影響本地節(jié)點(diǎn)i與鄰居節(jié)點(diǎn)j之間數(shù)據(jù)報(bào)文的路由通信路徑，所述數(shù)據(jù)報(bào)文通過網(wǎng)絡(luò)多跳的方式從本地節(jié)點(diǎn)i傳輸?shù)侥康墓?jié)點(diǎn)，所述目的節(jié)點(diǎn)為本地節(jié)點(diǎn)i發(fā)送的數(shù)據(jù)報(bào)文的終點(diǎn)，所述時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文從本地節(jié)點(diǎn)i按照步驟I中所述的按需創(chuàng)建時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文同步到目的節(jié)點(diǎn)，在目的節(jié)點(diǎn)將匹配的數(shù)據(jù)報(bào)文與時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文合并成完整的接收?qǐng)?bào)文。
2.如權(quán)利要求1所述的傳感器網(wǎng)絡(luò)中事件時(shí)間標(biāo)簽的時(shí)間同步方法，其特征在于，所述步驟I中，每個(gè)本地節(jié)點(diǎn)i與鄰居節(jié)點(diǎn)j之間時(shí)鐘差異Du通過一時(shí)間同步列表來進(jìn)行維護(hù)。
3.如權(quán)利要求1所述的傳感器網(wǎng)絡(luò)中事件時(shí)間標(biāo)簽的時(shí)間同步方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)報(bào)文包括本地節(jié)點(diǎn)事件EID編號(hào)、鄰居節(jié)點(diǎn)ID編號(hào)、事件數(shù)據(jù)部分，所述時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文包括本地節(jié)點(diǎn)事件EID編號(hào)、鄰居節(jié)點(diǎn)ID編號(hào)、本地節(jié)點(diǎn)i與鄰居節(jié)點(diǎn)j之間的時(shí)鐘差異Dij部分，所述數(shù)據(jù)報(bào)文與所述時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文的匹配通過驗(yàn)證兩報(bào)文中的本地節(jié)點(diǎn)事件EID編號(hào)、鄰居節(jié)點(diǎn)ID編號(hào)兩部分是否一致來完成。
4.如權(quán)利要求1所述的傳感器網(wǎng)絡(luò)中事件時(shí)間標(biāo)簽的時(shí)間同步方法，其特征在于，所述步驟2中本地節(jié)點(diǎn)i和鄰居節(jié)點(diǎn)j對(duì)應(yīng)的本地時(shí)鐘時(shí)間為Ti和L存在如下同步關(guān)系: = TJ ~ Du +H其中&為鄰居節(jié)點(diǎn)j對(duì)應(yīng)的任意時(shí)刻，Bi和a]為兩節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘頻率漂移參數(shù)。
5.如權(quán)利要求4所述的傳感器網(wǎng)絡(luò)中事件時(shí)間標(biāo)簽的時(shí)間同步方法，其特征在于，當(dāng)本地節(jié)點(diǎn)i與鄰居節(jié)點(diǎn)j的時(shí)鐘頻率一致時(shí)，兩節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘頻率漂移參數(shù)也相等，則本地節(jié)點(diǎn)i和鄰居節(jié)點(diǎn)j對(duì)應(yīng)的本地時(shí)鐘時(shí)間為Ti和L的同步關(guān)系為=Ti=TfDijtl
6.如權(quán)利要求1所述的傳感器網(wǎng)絡(luò)中事件時(shí)間標(biāo)簽的時(shí)間同步方法，其特征在于，在完成所述步驟3之后，還包括，基于時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文的校正: 在目的節(jié)點(diǎn)接收到的數(shù)據(jù)報(bào)文沒有所匹配的時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文時(shí)，需要完成基于時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文的校正，通過時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文中所攜帶的時(shí)間標(biāo)簽信息，結(jié)合在目的節(jié)點(diǎn)沒有匹配的數(shù)據(jù)報(bào)文信息，計(jì)算源節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)之間的時(shí)間差異信息，并構(gòu)建所丟失的時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文，完成目的節(jié)點(diǎn)接收?qǐng)?bào)文中互相匹配的時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文和數(shù)據(jù)報(bào)文的成功合并，其中所述源節(jié)點(diǎn)為數(shù)據(jù)報(bào)文發(fā)送的起點(diǎn)。
7.如權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的傳感器網(wǎng)絡(luò)中事件時(shí)間標(biāo)簽的時(shí)間同步方法，其特征在于，在目的節(jié)點(diǎn)所獲得互相匹配的時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文和數(shù)據(jù)報(bào)文中，如果存在錯(cuò)誤的源節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)之間的時(shí)鐘差異Du信息時(shí)，通過分析目的節(jié)點(diǎn)其他的接收?qǐng)?bào)文中的時(shí)間標(biāo)簽?目息，完成對(duì)時(shí)鐘差異Dij彳目息的分析校正。
8.如權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的傳感器網(wǎng)絡(luò)中事件時(shí)間標(biāo)簽的時(shí)間同步方法，其特征在于，還包括目的節(jié)點(diǎn)與時(shí)間參考節(jié)點(diǎn)之間事件時(shí)間標(biāo)簽同步，當(dāng)目的節(jié)點(diǎn)需要知道源節(jié)點(diǎn)上發(fā)生的事件Event的參考時(shí)鐘時(shí)間時(shí)，傳感器網(wǎng)絡(luò)中必須存在可達(dá)的時(shí)間參考節(jié)點(diǎn)；當(dāng)目的節(jié)點(diǎn)必須經(jīng)過源節(jié)點(diǎn)才能到達(dá)時(shí)間參考節(jié)點(diǎn)時(shí)，通過所述步驟I和所述步驟2完成源節(jié)點(diǎn)與時(shí)間參考節(jié)點(diǎn)的事件時(shí)間標(biāo)簽同步以及完成源節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)的事件時(shí)間標(biāo)簽同步； 當(dāng)目的節(jié)點(diǎn)可以不經(jīng)過源節(jié)點(diǎn)直接到達(dá)時(shí)間參考節(jié)點(diǎn)，即源節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)存在不同的路徑可以到達(dá)時(shí)間參考節(jié)點(diǎn)時(shí)，將包含目的節(jié)點(diǎn)的本地時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文發(fā)送給時(shí)間參考節(jié)點(diǎn)，時(shí)間參考節(jié)點(diǎn)提取來自目的節(jié)點(diǎn)時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文中的時(shí)鐘差異信息，由于時(shí)間參考節(jié)點(diǎn)的本地時(shí)鐘時(shí)間即為參考時(shí)鐘時(shí)間，因而能夠計(jì)算出所述目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送的時(shí)間標(biāo)簽報(bào)文對(duì)應(yīng)的參考時(shí)鐘時(shí)間，將參考時(shí)鐘時(shí)間作為數(shù)據(jù)發(fā)送給目的節(jié)點(diǎn)，完成目的節(jié)點(diǎn)與時(shí)間參考節(jié)點(diǎn)的事件時(shí)間標(biāo)簽同步。
【文檔編號(hào)】H04W84/18GK103491624SQ201310406763
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月9日
【發(fā)明者】李龍江, 李力, 毛玉明 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)