基于动态路径和转发资格认证的时间同步协议方案

发布时间：2017-07-14 10:15

  本文关键词：基于动态路径和转发资格认证的时间同步协议方案

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【摘要】：时间同步技术是大规模无线传感器网络应用中的关键技术。针对大规模无线传感器网络的时间同步多跳误差累计严重、节点时钟频率突变、网络拓扑结构多变的问题,文中提出了一种基于动态路径和转发资格认证的时间同步协议(Time Synchronization Protocol Based on Dynamic Route and Forwarding Certification, DRFC-TSP)方案。在时间同步过程中,通过每一跳对上跳节点的择优选择,选取跳距更小和时钟性能更加稳定的节点作为时间同步参考节点,获得最优的同步路径,抑制多跳累计误差,减小时钟频率突变对时间同步精度的影响。在每轮同步时都择优更新参考节点,动态的选择同步路径,能够更好的适应网络拓扑的变化。转发资格认证过程中,节点在邻居域交换性能参数并对本节点的性能排位并择优认证,向下层转发同步消息时,仅转发通过资格认证节点的时间信息,既减少了网络内数据包的通信量,达到节省能耗的目的,又能保证时间同步的精度。在NS2仿真平台上进行仿真实验,验证了DRFC-TSP方案在大规模无线传感器网络上的可行性,并将其移植至嵌入式Linux开发板搭建的实验平台上,对单个节点进行实验测试,进一步验证了该方案的各项性能。
【关键词】：无线传感器网络 时问同步协议 动态拓扑结构 资格认证
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5;TP212.9
【目录】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 无线传感器网络的发展背景及研究现状10-12
• 1.1.1 无线传感器网络的特点10-11
• 1.1.2 研究现状及发展前景11-12
• 1.2 无线传感器网络时间同步的研究意义及现状12-14
• 1.2.1 无线传感器网络中时间同步的研究意义12-13
• 1.2.2 研究现状及前景13-14
• 1.3 本文研究内容14-15
• 第2章 无线传感器网络的时间同步概述15-21
• 2.1 时间同步原理15-17
• 2.2 时间同步误差分析17-18
• 2.3 无线传感器网络时间同步协议评价标准18-21
• 第3章 无线传感器网络时间同步协议概述21-29
• 3.1 无线传感器网络时间同步协议的分类21-22
• 3.2 经典时间同步协议22-25
• 3.2.1 RBS22-23
• 3.2.2 TPSN23
• 3.2.3 DMTS23-24
• 3.2.4 FTSP24-25
• 3.3 经典时间同步协议在大规模无线传感器网络中的移植25-26
• 3.4 经典时间同步协议性能对比分析26-27
• 3.5 新型时间同步协议27-29
• 第4章 基于动态路径和转发资格认证的时间同步协议方案29-39
• 4.1 提出一种新的时间同步协议的动机29-31
• 4.2 基于动态路径和转发资格认证机制的时间同步协议方案设计31-34
• 4.2.1 基于动态路径的时间同步机制31-33
• 4.2.2 节点同步信息转发资格认证机制33-34
• 4.2.3 参考节点空洞应对机制34
• 4.3 提出的时间同步协议性能的理论分析34-35
• 4.4 提出的时间同步协议性能的仿真实验分析35-39
• 第5章 基于动态路径和节点资格认证的时间同步协议方案在嵌入式Linux系统上的实现39-50
• 5.1 开发环境介绍39-40
• 5.2 Linux自组织网络概述40
• 5.3 实验环境分析40-41
• 5.4 基于动态路径和转发资格认证的时间同步协议方案在嵌入式Linux上的移植41-43
• 5.4.1 根节点时间同步41
• 5.4.2 普通节点时间同步41-43
• 5.5 实验测试及分析43-50
• 第6章 总结与展望50-51
• 参考文献51-54
• 致谢54-55
• 学位论文评阅及答辩情况隶55

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本文编号：540683