本發(fā)明涉及一種智慧城市無線傳感節(jié)點時間同步方法，尤其涉及滿足多城市多行業(yè)需要的無線傳感節(jié)點的時間同步設計方法。

背景技術：

加州大學網(wǎng)絡和嵌入式系統(tǒng)實驗室提出的傳感器網(wǎng)絡時間同步TPSN(Timing-Sync Protocol for Sensor Networks)算法采用“發(fā)送者-接收者”(Sender-Receiver Synchronization，SRS)之間進行節(jié)點成對同步的工作方式，并擴展到整個網(wǎng)絡域。TPSN算法沒有對時間的頻差進行估計，這使得它需要頻繁同步，開銷較大。研究者們所提出的兩個輕量級算法Tiny-sync和Mini-sync中，對TPSN進行了改進，通過交換少量的消息就能夠提供誤差上界的確定頻偏與相偏估計，同時只占用非常有限的網(wǎng)絡通信帶寬、存儲容量和計算處理能力等資源，這正是無線傳感節(jié)點WSN最需要的特性。在此基礎上，以一定程度上降低時間同步精度為代價，減少時間同步過程的能量開銷的LTS(Lightweight Time Synchronization)算法得到了研究。

智慧城市的建設以及物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，使得大規(guī)模無線傳感網(wǎng)絡的應用和移動節(jié)點與靜態(tài)節(jié)點混合并存情況更加普遍，同時，多種無線和有線接入技術的并存，未來空口資源一定是日益緊張的這些都對無線傳感網(wǎng)絡提出了更高的要求。因此，在未來空口資源日益緊張的情況下，如何充分保證空口的有效利用，將是一個需要研究者積極面對的問題。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有路由算法不能滿足智慧城市的需要，本發(fā)明提出一種解決方案，采用同步期限(或壽命)與有效同步范圍動態(tài)配置的概念，可以有效的解決不同節(jié)點對于網(wǎng)絡的沖擊，降低時間同步的失敗率，解決現(xiàn)有技術中存在的問題。

本發(fā)明通過如下技術方案實現(xiàn)：

本發(fā)明的第一方面，提供一種大規(guī)模無線傳感網(wǎng)絡中時鐘同步的方法，包括以下步驟：

步驟1.判斷是否采用動態(tài)配置同步生命周期策略，該策略允許無線傳感網(wǎng)絡內每個無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點的同步生命周期動態(tài)的被改變；

步驟2.若采用動態(tài)配置同步生命周期策略，則執(zhí)行動態(tài)配置同步生命周期策略；若否，則將同步生命周期設置為默認周期T1。

進一步地，所述判斷是否采用動態(tài)配置同步生命周期策略具體為：根據(jù)所述無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點是否為移動節(jié)點進行判斷，若為路由節(jié)點，則采用動態(tài)配置同步生命周期策略。

進一步地，所述判斷是否采用動態(tài)配置同步生命周期策略具體為：根據(jù)所述無線傳感網(wǎng)絡是否啟動數(shù)據(jù)融合進行判斷，若為是，則采用動態(tài)配置同步生命周期策略。

進一步地，所述判斷是否采用動態(tài)配置同步生命周期策略具體為：根據(jù)所述無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點是否啟動節(jié)點剩余電量監(jiān)測進行判斷，若為是，則采用動態(tài)配置同步生命周期策略。

進一步地，所述執(zhí)行動態(tài)配置同步生命周期策略具體為，將同步生命周期設置為T2，其中，T2小于所述默認周期T1。

本發(fā)明的第二方面，提供一種大規(guī)模無線傳感網(wǎng)絡中時鐘同步的方法，其特征在于：無線傳感網(wǎng)絡內每個無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點執(zhí)行動態(tài)同步生命周期配置的地理范圍策略，該策略允許無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點被劃分到不同的地理范圍，不同的地理范圍采用不同的時間同步配置策略。

進一步地，所述執(zhí)行動態(tài)同步生命周期配置的地理范圍策略，具體為：根據(jù)所述無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點所屬的中心節(jié)點的作用域半徑進行劃分不同的地理范圍，為不同作用域內的無線傳感節(jié)點配置不同的同步周期；作用域半徑小的范圍內的無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點的同步周期小于作用域半徑大的范圍內的無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點的同步周期。

本發(fā)明的第三方面，提供一種大規(guī)模無線傳感網(wǎng)絡中時鐘同步的方法，包括以下步驟：

步驟1.判斷是否采用動態(tài)同步生命周期配置的地理范圍策略，該策略允許無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點被劃分到不同的地理范圍；

步驟2.當判斷為采用動態(tài)同步生命周期配置的地理范圍策略時，執(zhí)行執(zhí)行動態(tài)同步生命周期配置的地理范圍策略；當判斷為不采用動態(tài)同步生命周期配置的地理范圍策略，則執(zhí)行動態(tài)同步生命周期配置策略。

本發(fā)明的第四方面，提供一種大規(guī)模無線傳感網(wǎng)絡中時鐘同步的裝置，所述裝置位于所述無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點中，所述裝置包括：

同步生命周期動態(tài)配置判斷模塊，用于判斷是否采用動態(tài)配置同步生命周期策略，該策略允許所述無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點的同步生命周期動態(tài)的被改變；

同步生命周期配置模塊，用于當判斷為采用動態(tài)配置同步生命周期策略時，則執(zhí)行動態(tài)配置同步生命周期策略；若否，則將同步生命周期設置為默認周期T1。

本發(fā)明的第五方面，提供一種大規(guī)模無線傳感網(wǎng)絡中時鐘同步的裝置，所述裝置位于所述無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點中，所述裝置包括：

動態(tài)同步生命周期配置的地理范圍策略判斷模塊，用于判斷是否采用動態(tài)同步生命周期配置的地理范圍策略，該策略許無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點被劃分到不同的地理范圍；

同步生命周期配置模塊，用于當判斷為采用動態(tài)同步生命周期配置的地理范圍策略時，執(zhí)行動態(tài)同步生命周期配置的地理范圍策略；當判斷為不采用動態(tài)同步生命周期配置的地理范圍策略，則執(zhí)行動態(tài)同步生命周期配置策略。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提出了同步期限(或壽命)與有效同步范圍配置的概念，按照應用需要全網(wǎng)進行節(jié)點分類，實現(xiàn)按照不同類別節(jié)點的同步壽命配置，即配置不同期限的同步服務時間，可以有效的解決不同節(jié)點對于網(wǎng)絡的沖擊，降低時間同步的失敗率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明無線傳感網(wǎng)絡示意圖；

圖2是本發(fā)明的第一實施例的方法流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖說明及具體實施方式對本發(fā)明進一步說明。

如附圖1所示，無線傳感網(wǎng)絡中心節(jié)點都有自己的作用域。cluster head3節(jié)點的無線傳感網(wǎng)絡有2個作用域，分別對應2個半徑R3和R4。

[第一實施例]

如附圖2(a)所示，本發(fā)明的方法流程如下：

步驟1，判斷是否采用動態(tài)配置同步生命周期策略，該策略允許無線傳感網(wǎng)絡內每個無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點的同步生命周期動態(tài)的被改變；

步驟2，若采用動態(tài)配置同步生命周期策略，則執(zhí)行動態(tài)配置同步生命周期策略；若否，則將同步生命周期設置為默認周期T1。

具體地，將網(wǎng)絡的同步周期劃分為二個參數(shù)，分別為T1＞T2，用來設置給不同的無線傳感網(wǎng)路節(jié)點的時間同步參數(shù)。

首先網(wǎng)絡協(xié)調器根據(jù)網(wǎng)絡需要廣播時間同步周期設置內容，包括節(jié)點類型，節(jié)點能量閾值，數(shù)據(jù)融合要求內容，組網(wǎng)方式則是網(wǎng)絡協(xié)調器自身來管理和判斷的；廣播內容可以根據(jù)不同的應用背景進行增加或者刪減；

廣播內容包括：

節(jié)點收到該信息后，按照預先設置的策略進行調整，如附圖2(b)所示：節(jié)點首先判斷網(wǎng)絡是否考慮了網(wǎng)絡節(jié)點類型，如果啟動了網(wǎng)絡節(jié)點類型則判斷本節(jié)點是否為路由節(jié)點，如果為路由節(jié)點則將自身的時間同步周期設置為T2，否則繼續(xù)判斷；如果沒有啟動網(wǎng)絡節(jié)點類型，則繼續(xù)判斷；判斷網(wǎng)絡是否啟動數(shù)據(jù)融合判據(jù)，如果啟動了，則將自身的時間同步周期設置為T2，如果沒有啟動，則繼續(xù)判斷；判斷網(wǎng)絡是否啟動節(jié)點剩余電量判據(jù)，如果啟動了則設置自身節(jié)點時間同步周期為T2，否則則設置自身的時間同步周期為T1，整個設置工作結束。

具體地，參照附圖1，按照本發(fā)明的第一策略，即動態(tài)配置同步生命周期策略，能夠對不同節(jié)點的時間同步周期動態(tài)配置，那么Node1和Node2可以配置為不同的時間同步周期，比如分別配置為10分鐘和1個小時。Node1每隔10分鐘，接收系統(tǒng)的時間同步消息，進行時間同步操作。Node2每隔1個小時，接收系統(tǒng)的時間同步消息，進行時間同步操作。