基于时间自动机的WSN时间同步协议性能分析

发布时间：2021-03-29 22:50

　　无线传感器网络（Wireless Sensor Network,简称WSN）的研究起源于军事领域,随着人类发展需要,目前它在军事、医疗保健、智能家居、环境监测、工业生产和商业领域都发挥着其重要的应用价值。就无线传感网络而言,大多数情况下需要时间同步机制。时间同步协议能为网络节点的本地时间提供共同的时间戳,为传感节点间的感知,通信,能量管理等功能提供前提条件。由于协议在设计过程中,往往比较复杂,一点错误都有可能引起整个系统故障或者数据传输错误。对协议的安全性,可靠性以及环境适用性的分析一直是协议验证的主要内容。模型检测是一种适用于协议性能验证的有效的在形式化方法。本文采用基于时间自动机的模型检测工具Uppaal对WSN的两种经典的时间同步协议（TPSN和FTSP）进行模型构建。从它们的建模流程中,本文确定了一种用于分析无线传感器协议网络的建模方法。即在分析的过程中把协议分成主要的几个部分,然后再从底层开始建模,根据具体的协议内容对模型进行扩展,最后组合成完整的时间自动机模型。从对TPSN和FTSP的原理分析中,可以确定TPSN的流程主要分为两个阶段,分层阶段和同步阶段。第二个协议FTSP... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 模型检测技术概述
    1.4 本文的章节安排
2 分析方法和协议介绍
    2.1 时间自动机
    2.2 分析方法
    2.3 时间同步协议
    2.4 本章小结
3 时间同步协议建模
    3.1 TPSN协议建模
        3.1.1 TPSN的理想时间自动机
        3.1.2 TPSN的代价时间自动机
    3.2 FTSP协议建模
        3.2.1 FTSP的理想时间自动机
        3.2.2 FTSP的代价时间自动机
    3.3 本章小结
4 实验结果及性能评估
    4.1 TPSN性能分析
        4.1.1 正确性验证
        4.1.2 性能对比
    4.2 FTSP性能分析
        4.2.1 正确性验证
        4.2.2 性能对比
    4.3 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]萤火虫模型在水下传感器网络时间同步中的新应用[J]. 金彦亮,方昌立,张晓帅,姚彬.  上海大学学报(自然科学版). 2017(05)
[2]模型检测中状态爆炸问题研究综述[J]. 侯刚,周宽久,勇嘉伟,任龙涛,王小龙.  计算机科学. 2013(S1)
[3]基于分簇的低功耗多跳无线传感器网络层次时间同步算法[J]. 王玉秀,黄剑,石欣,王小刚.  计算机应用. 2013(02)
[4]基于随机时间自动机和统计模型检验技术的无线传感网络协议建模与分析[J]. 张凤玲,卜磊,王林章,赵建华,李宣东.  中国科学:信息科学. 2013(01)
[5]无线传感器网络中一种基于FTSP的时间同步协议的改进设计[J]. 陈莹,唐加山.  内蒙古大学学报(自然科学版). 2012(04)
[6]无线传感器网络应用系统最新进展综述[J]. 洪锋,褚红伟,金宗科,单体江,郭忠文.  计算机研究与发展. 2010(S2)
[7]无线传感器网络的时间同步技术[J]. 谢洁锐,胡月明,刘才兴,刘兰.  计算机工程与设计. 2007(01)
[8]无线传感器网络[J]. 任丰原,黄海宁,林闯.  软件学报. 2003(07)

硕士论文
[1]基于统计模型检测的无线传感器网络协议建模与分析[D]. 杨树峰.郑州大学 2015
[2]SPIN模型检测的形式化分析机理研究及应用[D]. 刘俏威.南昌大学 2008



本文编号：3108339