传感器网络中事件时间标签的时间同步方法
【专利摘要】本发明公开了一种传感器网络中事件时间标签的时间同步方法，其主要包括：按需创建节点间的时间标签报文；发送数据报文和时间标签报文，通过时间标签报文完成节点之间事件时间标签的同步；基于时间标签报文完成接收报文合并；基于时间标签报文的校正。该方法主要通过在整个多跳网络完全采用分布式的方式进行事件时间标签同步，只有当本地节点与邻居节点之间存在通信且时间不同步时才会进行事件时间标签同步，时间标签报文和数据报文可以通过不同路径到达目的节点，其具有实现方案简单、通信开销小、动态性好、灵活性强、完全分布式计算等优点，能够适应不同网络拓扑架构以及动态性要求高的多跳网络。
【专利说明】传感器网络中事件时间标签的时间同步方法
【技术领域】
[0001]本发明属于网络通信【技术领域】，具体涉及一种传感器网络中事件时间标签的时间同步方法的设计。
【背景技术】
[0002]传感器网络中采集的事件数据通常都需要打上时间标签，时间标签是否精确对业务任务是否能正确执行至关重要，但在实际事实中我们更关心的事件是数据所打的标签是否精确，而不关心网络节点是否同步。例如，在无线传感器网络的入侵检测应用中，对入侵事件的发生时间和处理时间都需要有精确的时间记录，而目前人们已经提出的大部分解决方法都是依赖于网络的时间同步，但是大多算法对网络的拓扑性、动态性等有较多限制，而且部分算法的通信开销较大、准确性较低，在传感器网络，特别是多跳传感器网络中，实现网络同步常常比较困难，且网络开销极大，不能适应较大规模的网络。
[0003]在现有技术中，2008年IEEE国际会议公开了一篇论文“无线传感器网络的时钟同步”，英文信息为 “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.”该方法通过监听一组传感器节点的时间交换信息，来完成传感器网络中成对节点的时间同步过程，该方法通过成对广播同步来实现整个传感器中时间同步机制，导致同步交换信息通信开销大，因而当同步节点增多、网络规模变大时，时间同步延迟急剧变大,且通信开销快速增大。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是针对现有多跳传感器网络的节点时间同步方法中通信开销大、同步可靠性低、动态适应性弱等缺点，提出了一种传感器网络中事件时间标签的时间同步方法，其时间同步的可靠性更高。
[0005]本发明解决其技术问题采用的技术方案是:传感器网络中事件时间标签的时间同步方法，具体包括:
[0006]步骤1、按需创建节点间的时间标签报文:
[0007]每个本地节点i通过维护一个时间标记列表来记录本地节点i与邻居节点j上一次时间同步的时间标记，同时在时间标记列表中设定一个时间阈值Tm，当本地节点i与邻居节点j之间存在通信，且本地节点i与邻居节点j同步的时间标记与上一次同步的时间标记差值大于时间阈值Tm时，表示此时本地节点i与邻居节点j不存在时间标签同步，构建本地节点i与邻居节点j之间的时间标签报文，所述时间标签报文中包括本地节点i与邻居节点j之间的时钟差异Du信息；
[0008]步骤2、发送数据报文和时间标签报文，通过时间标签报文完成节点之间事件时间标签的同步:[0009]本地节点i与邻居节点j存在通信时，本地节点i向邻居节点j发送数据报文以及步骤I中所述的按需创建的时间标签报文；
[0010]每个本地节点i都维护一个自身的本地时钟，本地节点i向邻居节点j发送时间标签报文时采用自身的本地时钟Ti,本地节点i在接收邻居节点发送过来的时间标签报文时，将相应报文中对应的邻居节点j的时钟时间L转换为本地节点i的时钟时间Ti ；
[0011]所述L到Ti的转换过程具体为:本地节点i提取邻居节点j发送过来的时间标签报文中的时钟差异Du信息，本地节点i的时钟时间Ti加上它与邻居节点j的时钟差异Dij,即可得到时间标签报文中邻居节点j的时间信息Ir完成本地节点i与邻居节点j之间的事件时间标签同步；
[0012]步骤3、基于时间标签报文完成接收报文合并；
[0013]所述步骤2中，时间标签报文独立于数据报文的传输，不影响本地节点i与邻居节点j之间数据报文的路由通信路径，所述数据报文通过网络多跳的方式从本地节点i传输到目的节点，所述目的节点为本地节点i发送的数据报文的终点，所述时间标签报文从本地节点i按照步骤I中所述的按需创建时间标签报文同步到目的节点，在目的节点将匹配的数据报文与时间标签报文合并成完整的接收报文。
[0014]进一步的，所述步骤I中，每个本地节点i与邻居节点j之间时钟差异Du通过一ADu时间同步列表来进行维护。
[0015]进一步的，所述数据报文包括本地节点事件EID编号、邻居节点ID编号、事件数据部分，所述时间标签报文包括本地节点事件EID编号、邻居节点ID编号、本地节点i与邻居节点j之间的时钟差异Dij部分，所述数据报文与所述时间标签报文的匹配通过验证两报文中的本地节点事件EID编号、邻居节点ID编号两部分是否一致来完成。
[0016]进一步的，所述步骤 2中本地节点i和邻居节点j对应的本地时钟时间为Ti和Tj
存在如下同步关系:7丨=1J - 0U + ! )(// - 7'/):其中&为邻居节点j对应的任意时亥lj，Bi和a」为两节点时钟频率漂移参数。
[0017]更进一步的，当本地节点i与邻居节点j的时钟频率一致时，两节点的时钟频率漂移参数也相等，则本地节点i和邻居节点j对应的本地时钟时间为Ti和L的同步关系为:TfTj-Dijtl
[0018]进一步的，在完成所述步骤3之后，还包括，基于时间标签报文的校正:
[0019]在目的节点接收到的数据报文没有所匹配的时间标签报文时，需要完成基于时间标签报文的校正，通过时间标签报文中所携带的时间标签信息，结合在目的节点没有匹配的数据报文信息，计算源节点与目的节点之间的时间差异信息，并构建所丢失的时间标签报文，完成目的节点接收报文中互相匹配的时间标签报文和数据报文的成功合并，其中所述源节点为数据报文发送的起点。
[0020]进一步的，在目的节点所获得互相匹配的时间标签报文和数据报文中，如果存在错误的源节点与目的节点之间的时钟差异Du信息时，通过分析目的节点其他的接收报文中的时间标签信息，完成对时钟差异Du信息的分析校正。
[0021]进一步的，还包括目的节点与时间参考节点之间事件时间标签同步，当目的节点需要知道源节点上发生的事件Event的参考时钟时间时，传感器网络中必须存在可达的时间参考节点；当目的节点必须经过源节点才能到达时间参考节点时，通过所述步骤I和所述步骤2完成源节点与时间参考节点的事件时间标签同步以及完成源节点与目的节点的事件时间标签同步；
[0022]当目的节点可以不经过源节点直接到达时间参考节点，即源节点与目的节点存在不同的路径可以到达时间参考节点时，将包含目的节点的本地时间标签报文发送给时间参考节点，时间参考节点提取来自目的节点时间标签报文中的时钟差异信息，由于时间参考节点的本地时钟时间即为参考时钟时间，因而能够计算出所述目的节点发送的时间标签报文对应的参考时钟时间，将参考时钟时间作为数据发送给目的节点，完成目的节点与时间参考节点的事件时间标签同步。
[0023]本发明的有益效果:本发明传感器网络中事件时间标签的时间同步方法通过在整个多跳网络完全采用分布式的方式进行事件时间标签同步，只有当本地节点与邻居节点之间存在通信且时间不同步时才会进行事件时间标签同步，并且时间标签报文将节点数据通信与节点事件的时间标签同步过程完全独立开来，节点间事件的时间标签同步过程并不依赖于传统的数据通信路由机制，时间标签报文和数据报文可以通过不同路径到达目的节点，互相匹配的时间标签报文和数据报文在目的节点最终合并成完整的接收报文，在目的节点完成对无效时间标签报文的校正，其具有实现方案简单、通信开销小、动态性好、灵活性强、完全分布式计算等优点，能够适应不同网络拓扑架构以及动态性要求高的多跳网络。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为本发明实施例的传感器网络中事件时间标签的时间同步方法的流程框图；
[0025]图2为本发明实施例的传感器网络中事件时间标签的时间同步方法中具体实施例I的时间标签同步过程的示意图；
[0026]图3为本发明实施例的传感器网络中事件时间标签的时间同步方法中具体实施例2的时间标签同步过程的示意图1 ;
[0027]图4为本发明实施例的传感器网络中事件时间标签的时间同步方法中具体实施例2的时间标签同步过程的示意图2 ；
[0028]图5为本发明实施例的传感器网络中事件时间标签的时间同步方法中具体实施例3的时间标签校正过程的示意图。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的阐述。
[0030]本发明设定的环境是在一个具有不同网络拓扑和动态的多跳网络当中，例如无线传感器网络、多媒体传感器网络或者多跳无线局域网络，将网络中任意两个节点中的一个作为本地节点i，另一个作为邻居节点j，下面通过具体的实施过程对本发明中本地节点i和邻居节点j的事件时间标签的可靠时间同步方法进行详细描述。
[0031]如图1所示为本发明实施例的传感器网络中事件时间标签的时间同步方法的流程框图，其具体包括如下步骤:
[0032]步骤1、按需创建节点间的时间标签报文:
[0033]每个本地节点i通过维护一个时间标记列表来记录本地节点i与本地节点i的众邻居节点j上一次时间同步的时间标记，同时在时间列表中设定一个时间阈值^，所述时间阈值Tm是根据过去的多次的时间同步间隔所得的经验值，当本地节点i与邻居节点j同步的时间标记与上一次同步的时间标记差值大于时间阈值Tm时，表示此时本地节点i与邻居节点j不存在时间同步，否则说明此时本地节点与邻居节点依旧同步；
[0034]当本地节点i与邻居节点j之间存在通信，并且本地节点i与邻居节点j之间本次同步的时间标记与上一次同步的时间标记之差大于时间阈值Tm时，需要构建本地节点i与邻居节点j之间的时间标签报文，所述时间标签报文中包括本地节点i与邻居节点j之间的时钟差异Du信息，每个本地节点i与邻居节点j之间时钟差异Du通过一个Du时间同步列表来进行维护。
[0035]其中，所述按需计算本地节点i和邻居节点j之间的时钟差异是指节点之间的时间标签报文的按需同步。
[0036]步骤2、发送数据报文和时间标签报文，通过时间标签报文完成节点之间事件时间标签的同步:
[0037]本地节点i与邻居节点j存在通信时，本地节点i向邻居节点j发送数据报文以及步骤I中所述的按需创建的时间标签报文；
[0038]每个本地节点i都维护一个自身的本地时钟，本地节点i向邻居节点j发送时间标签报文时采用自身的本地时钟Ti,本地节点i在接收邻居节点发送过来的时间标签报文时，将相应报文中对应的邻居节点j的时钟时间L转换为本地节点i的时钟时间Ti ;本地节点i提取邻居节点j发送过来的时间标签报文中的时钟差异Du信息，本地节点i的时钟时间Ti加上它与邻居节点j的时钟差异Du，即可得到时间标签报文中邻居节点j的时间信息Ir完成本地节点i与邻居节点j之间的事件时间标签同步；
[0039]其中，所述本地节点i和邻居节点j对应的本地时钟时间为Ti和Tj存在如下同步关系:7:.= rJ — Dn +^~ ,){/ / _ L )；其中tj为邻居节点j对应的任意时刻，Bi和a」为.j
两节点时钟频率漂移参数，当本地节点i与邻居节点j的时钟频率一致时，则它们的时钟频率漂移参数也相等，则本地节点i和邻居节点j对应的本地时钟时间为Ti和L的同步关系可以简化为=Ti=Tj-Dij，从而通过时间标签报文中携带的时钟差异Dij信息实现了本地节点i与邻居节点j之间的时间标签同步，即完成了本地节点与邻居节点之间事件的时间标签同步。
[0040]所述数据报文主要由本地节点事件EID编号、邻居节点ID编号、事件数据、本地节点时间标签同步时间标记Tim四部分组成，所述时间标签报文由本地节点事件EID编号、邻居节点ID编号、本地节点i与邻居节点j之间的时钟差异Du、本地节点时间标签同步时间标记Tim等几部分组成，其中数据报文和时间标签报文中的各个部分将结合以下所述的数据报文和时间标签报文的校正进行详细说明。
[0041]步骤3、基于时间标签报文完成接收报文合并；
[0042]所述步骤2中，时间标签报文独立于数据报文的传输，不影响本地节点i与邻居节点j之间数据报文的路由通信路径，所述数据报文通过网络多跳的方式从本地节点i传输到目的节点，所述目的节点为本地节点i发送的数据报文的终点，所述时间标签报文从本地节点i按照步骤I中所述的按需创建时间标签报文同步到目的节点，在目的节点将匹配的数据报文与时间标签报文合并成完整的接收报文。
[0043]在目的节点完成相互匹配的数据报文与时间标签报文的合并过程中，需要在目的节点获取来自邻居节点发送过来的数据报文和时间标签报文，并提取数据报文和时间标签报文中的本地节点事件EID编号、邻居节点ID编号，并对比分析编号匹配的数据报文与时间标签报文，将其两者均匹配的数据报文与时间标签报文进行合并成完整接收报文。
[0044]其中，传感器网络中的完整的接收报文包括了数据报文和时间标签报文，由于数据报文和时间标签报文具有分别独立的路由路径，而考虑到整个多跳网络中的报文拥塞和报文丢失等情况，当在目的节点接收到的数据报文没有所匹配的时间标签报文的时候，需要完成基于时间标签报文的可靠校正，通过时间标签报文中所携带的源节点事件EID编号、目的节点ID编号、源节点时间同步时间标记，以及结合在目的节点没有匹配的数据报文信息，通过回归分析等方法来计算源节点与目的节点之间的时间差异信息，并构建所丢失的时间标签报文，进而完成目的节点接收报文中互相匹配的时间标签报文和数据报文的成功合并。此外，在目的节点所获得互相匹配的时间标签报文和数据报文中，如果存在明显错误的源节点与目的节点之间的时钟差异Du信息时，通过分析目的节点其他的接收报文中的时间标签信息，完成对偏差较大的时钟差异Dij信息的分析校正，最终完成节点之间可靠的时间同步以及数据通信过程。
[0045]上述方法还包括目的节点与参考节点之间事件时间标签同步，当目的节点需要知道事件Event的参考时钟时间时，网络中必须存在可达的时间参考节点。当目的节点必须经过源节点才能到达时间参考节点时，此时通过步骤I和步骤2上半部分完成源节点与时间参考节点的事件时间标签同步，由于时间参考节点的本地时间即是参考时钟时间，因此可以计算出源节点发送到时间参考节点的时间标签报文所对应的参考时钟时间，通过将参考时钟时间作为数据发送给源节点，即可得到源节点事件所对应的参考时钟时间，完成源节点与时间参考节点的事件时间标签同步；然后按照步骤2上半部分完成源节点与目的节点的事件时间标签同步，由于此时源节点已经与时间参考节点同步，根据同步的传递性，当前目的节点即完成了与时间参考节点的事件时间标签同步。当目的节点可以不经过源节点直接到达时间参考节点，即源节点与目的节点存在不同的路径可以到达时间参考节点时，由于通信过程中都采用的是节点的本地时钟时间，因此当目的节点需要与时间参考节点完成同步时，只需要将包含目的节点的本地时间标签报文发送给时间参考节点，时间参考节点提取来自目的节点时间标签报文中的时钟差异信息，由于时间参考节点的本地时钟时间即为参考时钟时间，因而能够计算出报文对应的参考时钟时间，通过将参考时钟时间作为数据发送给目的节点，即可得到目的节点对应的参考时钟时间，继而完成目的节点与时间参考节点的事件时间标签同步。
[0046]下面通过三个具体的实施例对本发明传感器网络中事件时间标签的时间同步方法做进一步的阐述:
[0047]实施例1:如图2所示为本发明实施例1中网络节点A到节点D与时钟参考节点M之间的事件时间标签的同步过程示意图，其中虚线表示时间标签路径，实线表示数据通信路径，中心线表示时间答复路径，在如图2所示的分布式多跳网络中，节点A处产生了一个对时间敏感的事件源Event,节点A需要将这个事件Event通知给节点D,同时节点D需要知道这个事件的参考时钟时间(即UTC时间)，且节点A需要经过节点B、节点C才能完成与节点D的通信。在本实施例中，节点A经过节点E可以与节点M (即时间参考节点)完成通信，而节点D必须经过节点A才能完成与节点M的通信。
[0048]节点A处产生一个时间敏感的事件源Event,且节点A经过节点E可以到达时间参考节点M，节点A将事件Event的时间信息封装到一个时间标签报文当中，时间标签报文信息为:节点A事件Event的EID编号、节点E的ID编号、节点A与节点E之间的时钟差异Dae、节点A时间标签同步时间标记TAm等内容。时间标签报文经由节点E发送给节点M，节点M收到这个时间标签报文后，基于节点M的本地时钟时间创建一个时间答复报文，回复给节点A，由于节点M的本地时钟时间即是UTC时间，所以节点A收到来自节点M的时间答复报文后就知道了事件Event所对应的UTC时间。
[0049]节点A根据时间答复报文信息，完成事件Event与时间参考节点的时间标签同步，即将事件Event的时钟时间换成UTC时间。节点A需要经过节点B、节点C的转发，将事件Event通知给节点D。由于此时节点A仅与节点B存在通信且时间不同步,基于节点A的本地时钟时间(此时节点A的本地时钟时间即为UTC时间)创建时间标签报文，时间标签报文信息为:节点A事件Event的EID编号、节点B的ID编号、节点A与节点B之间的时钟差异Dab、节点A时间标签同步时间标记TAm等内容。节点B收到来自于节点A的时间标签报文后，将节点B自身的本地时钟时间调整成与节点A同步的时间。继而采用相同过程完成节点B与节点C的事件时间标签同步、节点C与节点D的事件时间标签同步，即最终目的节点D获得事件Event的UTC时间，事件Event的时间标签同步过程结束。
[0050]实施例2:如图3、图4所示为本发明实施例1中网络节点A到节点D与时钟参考节点M之间的事件时间标签的同步过程示意图，其中虚线表示时间标签路径，实线表示数据通信路径，中心线表示时间答复路径。在如图3所示的分布式多跳网络中，节点A处产生了一个对时间敏感的事件源Event,节点A需要将这个事件Event通知给节点D,同时节点D需要知道这个事件Event的参考时钟时间(即UTC时间)，且节点A需要经过节点B、节点C才能完成与节点D的通信。在本例中，节点A经过节点E可以与节点M (即时间参考节点)完成通信，而节点D可以经过节点F完成与节点M的通信。
[0051]如图3所示，节点A经过节点B、节点C的转发才能完成与节点D的通信，节点A处产生一个时间敏感事件Event，一方面，事件Event的数据报文通过传统路由路径传递到目的节点D ;另一方面，基于节点A本地时钟时间创建一个时间标签报文，时间标签报文信息为:节点A事件Event的EID编号、节点E的ID编号、节点A与节点E之间的时钟差异DAE、节点A时间标签同步时间标记TAm等内容。时间标签报文经由节点E发送给节点M，节点M收到这个时间标签报文后，基于节点M的本地时钟时间创建一个时间答复报文，发送给目的节点D，从而节点D知道了来自节点A的事件Event的UTC时间。
[0052]如图4所示，节点A经过节点B、节点C的转发才能完成与节点D的通信，节点A处产生一个时间敏感事件Event，事件Event的数据报文通过传统路由路径传递到目的节点D0目的节点D在收到来自节点A的事件Event数据报文之后，为了知道来自节点A的事件Event的UTC时间，基于节点D本地时钟时间创建一个时间标签报文，时间标签报文信息为:节点A事件Event的EID编号、节点F的ID编号、节点D与节点F之间的时钟差异Ddf、节点D时间标签同步时间标记TDm等内容。时间标签报文经由节点F发送给节点M，节点M收到这个时间查询报文后，基于节点M的本地时钟时间创建一个时间答复报文，并回复给节点D，从而节点D知道了来自节点A的事件Event的UTC时间。
[0053]实施例3:如图5所示本发明实施例中需要校正时间标签报文的同步过程示意图，其中虚线表示时间标签路径，实线表示数据通信路径，线上标注表示通信报文链接数目。在图5所示的分布式多跳网络中，节点A处产生了一个对时间敏感的事件源Event，节点A需要将这个事件Event通知给节点C,节点A需要经过节点B的转发才能完成与节点C的通信，在某一段时间里，节点A向节点B发送了 3条数据报文和3条时间标签报文，数据报文信息为:节点A时间Event的EID编号、节点B的ID编号、节点A时间标签同步时间标记Tta⑴(i表示不同报文的时间标记顺序，可取值为1、2、3)、事件Event数据等内容；时间标签报文信息为:节点A事件Event的EID编号、节点B的ID编号、节点A与节点B之间的时钟差异Dab、节点A时间标签同步时间标记Tadi⑴(i表示不同报文的时间标记顺序，可取值为1、2、3)等内容。节点B收到来自于节点A的时间标签报文后，将节点B自身的本地时钟时间调整成与节点A同步的时间。由于节点B与节点C之间存在通信且时间不同步，节点B基于其本地时钟时间创建时间标签报文和数据报文发送给节点C。此时在节点C处，节点B发送给节点C的数据报文顺利被顺利接收(共3条)，而由于网络原因节点此处仅收到2条时间标签报文，丢失了时间标记为TAm⑵的时间标签报文信息。此时在节点C处匹配所收到的数据报文和时间标签报文中源节点事件Event的EID编号、目的节点ID编号均相同的报文，并将其合并成完整的接收报文。由于时间标记为TAm⑵的时间标签报文信息丢失，在节点C处，根据提取其他两条时间标签报文中的时间标记信息及时间标签报文内容，采用线性回归的方式计算丢失报文中的源节点与目的节点之间的时间差异信息，完成对丢失的时间标签报文进行校正，构造一条时间标记为Tadi⑵的时间标签报文，以完成对数据报文和其匹配的时间标签报文的合并操作。继而完成整个网络中通信节点的事件时间标签同步。
【权利要求】
1.传感器网络中事件时间标签的时间同步方法，其特征在于，具体包括: 步骤1、按需创建节点间的时间标签报文: 每个本地节点i通过维护一个时间标记列表来记录本地节点i与邻居节点j上一次时间同步的时间标记，同时在时间标记列表中设定一个时间阈值Tm，当本地节点i与邻居节点j之间存在通信，且本地节点i与邻居节点j同步的时间标记与上一次同步的时间标记差值大于时间阈值Tm时，表示此时本地节点i与邻居节点j不存在时间同步，构建本地节点i与邻居节点j之间的时间标签报文，所述时间标签报文中包括本地节点i与邻居节点j之间的时钟差异Du信息； 步骤2、发送数据报文和时间标签报文，通过时间标签报文完成节点之间事件时间标签的同步: 本地节点i与邻居节点j存在通信时，本地节点i向邻居节点j发送数据报文以及步骤I中所述的按需创建的时间标签报文； 每个本地节点i都维护一个自身的本地时钟，本地节点i向邻居节点j发送时间标签报文时采用自身的本地时钟Ti，本地节点i在接收邻居节点发送过来的时间标签报文时，将相应报文中对应的邻居节点j的时钟时间转换为本地节点i的时钟时间Ti ； 所述L到Ti的转换过程具体为:本地节点i提取邻居节点j发送过来的时间标签报文中的时钟差异Du信息，本地节点i的时钟时间Ti加上它与邻居节点j的时钟差异Du，即可得到时间标签报文中邻居节点j的时间信息Ir完成本地节点i与邻居节点j之间的事件时间标签同步； 步骤3、基于时间标签报文完成接收报文合并；
所述步骤2中，时间标签报文独立于数据报文的传输，不影响本地节点i与邻居节点j之间数据报文的路由通信路径，所述数据报文通过网络多跳的方式从本地节点i传输到目的节点，所述目的节点为本地节点i发送的数据报文的终点，所述时间标签报文从本地节点i按照步骤I中所述的按需创建时间标签报文同步到目的节点，在目的节点将匹配的数据报文与时间标签报文合并成完整的接收报文。
2.如权利要求1所述的传感器网络中事件时间标签的时间同步方法，其特征在于，所述步骤I中，每个本地节点i与邻居节点j之间时钟差异Du通过一时间同步列表来进行维护。
3.如权利要求1所述的传感器网络中事件时间标签的时间同步方法，其特征在于，所述数据报文包括本地节点事件EID编号、邻居节点ID编号、事件数据部分，所述时间标签报文包括本地节点事件EID编号、邻居节点ID编号、本地节点i与邻居节点j之间的时钟差异Dij部分，所述数据报文与所述时间标签报文的匹配通过验证两报文中的本地节点事件EID编号、邻居节点ID编号两部分是否一致来完成。
4.如权利要求1所述的传感器网络中事件时间标签的时间同步方法，其特征在于，所述步骤2中本地节点i和邻居节点j对应的本地时钟时间为Ti和L存在如下同步关系: = TJ ~ Du +H其中&为邻居节点j对应的任意时刻，Bi和a]为两节点时钟频率漂移参数。
5.如权利要求4所述的传感器网络中事件时间标签的时间同步方法，其特征在于，当本地节点i与邻居节点j的时钟频率一致时，两节点的时钟频率漂移参数也相等，则本地节点i和邻居节点j对应的本地时钟时间为Ti和L的同步关系为=Ti=TfDijtl
6.如权利要求1所述的传感器网络中事件时间标签的时间同步方法，其特征在于，在完成所述步骤3之后，还包括，基于时间标签报文的校正: 在目的节点接收到的数据报文没有所匹配的时间标签报文时，需要完成基于时间标签报文的校正，通过时间标签报文中所携带的时间标签信息，结合在目的节点没有匹配的数据报文信息，计算源节点与目的节点之间的时间差异信息，并构建所丢失的时间标签报文，完成目的节点接收报文中互相匹配的时间标签报文和数据报文的成功合并，其中所述源节点为数据报文发送的起点。
7.如权利要求1至6任一项权利要求所述的传感器网络中事件时间标签的时间同步方法，其特征在于，在目的节点所获得互相匹配的时间标签报文和数据报文中，如果存在错误的源节点与目的节点之间的时钟差异Du信息时，通过分析目的节点其他的接收报文中的时间标签?目息，完成对时钟差异Dij彳目息的分析校正。
8.如权利要求1至6任一项权利要求所述的传感器网络中事件时间标签的时间同步方法，其特征在于，还包括目的节点与时间参考节点之间事件时间标签同步，当目的节点需要知道源节点上发生的事件Event的参考时钟时间时，传感器网络中必须存在可达的时间参考节点；当目的节点必须经过源节点才能到达时间参考节点时，通过所述步骤I和所述步骤2完成源节点与时间参考节点的事件时间标签同步以及完成源节点与目的节点的事件时间标签同步； 当目的节点可以不经过源节点直接到达时间参考节点，即源节点与目的节点存在不同的路径可以到达时间参考节点时，将包含目的节点的本地时间标签报文发送给时间参考节点，时间参考节点提取来自目的节点时间标签报文中的时钟差异信息，由于时间参考节点的本地时钟时间即为参考时钟时间，因而能够计算出所述目的节点发送的时间标签报文对应的参考时钟时间，将参考时钟时间作为数据发送给目的节点，完成目的节点与时间参考节点的事件时间标签同步。
【文档编号】H04W84/18GK103491624SQ201310406763
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月9日 优先权日:2013年9月9日
【发明者】李龙江, 李力, 毛玉明 申请人:电子科技大学