IEEE1588协议在WSN时间同步中的应用优化及仿真分析开题报告

 2021-12-06 20:46:29

1. 研究目的与意义(文献综述)

无线传感器网络(wsn)是一种起步较晚但发展迅速多的分布式系统。在这种网络模型中,各节点相互独立并以无线的方式进行通信,由于各节点都采用一个自己的本地时钟模块进行计时,而这种计时模块的计时功能一般由晶体振荡器提供,各节点晶振频率的误差以及初始计时时刻的不同会导致彼此本地时钟无法同步。

为解决此问题,时间同步技术成为无线传感器网络技术研究的一个重点内容,它不仅是无线传感器网络各种应用正常运行的必要条件,并且还直接决定了其他服务的质量。例如,在进行远距离信息传输时,由于无线传感器网络节点传输功率的限制,因此与远方基站进行通信,可能会因为能量的衰减使得通信中断,所以需要进行协作传输,即网络内多个节点同时向远方基站传输相同的信息,使能量叠加,远方基站就会接收到一个瞬时功率很强的信号,这种协作传输方式就可以很好的解决远距离传输问题。

早期计算机和网络业界致力于解决以太网的定时同步能力不足的问题,开发出一种软件方式的网络时间协议(ntp),提高各网络设备之间的定时同步能力。1992年ntp版本的同步准确度可以达到200μs,但是仍然不能满足测量仪器和工业控制所需的准确度。为了解决测量和控制应用的分布网络定时同步的需要,具有共同利益的信息技术、自动控制、人工智能、测试测量的工程技术人员在2000年底倡议成立网络精密时钟同步委员会,2001年中获得ieee仪器和测量委员会美国标准技术研究所(nist)的支持,该委员会起草的规范在2002年底获得ieee标准委员会通过作为ieee1588标准。两者相比,早期的网络时间协议(ntp)只有软件,而ieee1588既使用软件,亦同时使用硬件和软件配合,获得更精确的定时同步。本次毕业设计即为利用该协议进行wsn时间同步的应用优化及仿真分析。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 研究的基本内容、目标

2.1.1 调研wsn(wireless sensor network)时间同步协议的应用现状。调研wsn时间同步相对于传统有线网络存在的问题;调研常用wsn时间同步相关协议的原理、精度和存在的问题。

2.1 2 ieee1588协议在wsn时间同步中的应用研究。依据常规wsn时间同步协议的研究方法,分析ieee1588协议在wsn时间同步中的应用,并依据分析结果对ieee1588时间同步过程进行优化。

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3. 研究计划与安排

第一周至第三周:调研wsn(wireless sensor network)时间同步协议的应用现状。

第四周至第七周:ieee1588协议在wsn时间同步中的应用研究。

第八周至第十一周:建模/仿真分析

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]liu y , yang c . omnet based modeling and simulation of the ieee 1588 ptp clock[c] international conference on electrical control engineering. ieee, 2011.

[2] 朱炎平, 陆俊, 徐志强, 等. 智能变电站ieee 1588同步时延优化方法[j]. 电力系统自动化, 2018, 42(12):154-159.

[3] 郭震津,郑宾. 基于无线网络的ieee 1588 时钟同步算法[j]. 科学技术与工程,2019,19(31): 258-262.

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