解放军理工大学学报(自然科学版)
解放軍理工大學學報(自然科學版)
해방군리공대학학보(자연과학판)
Journal of PLA University of Science and Technology (Natural Science Edition)
2015年
5期
418-425
,共8页
崔丽珍%员曼曼%李璋%赫佳星
崔麗珍%員曼曼%李璋%赫佳星
최려진%원만만%리장%혁가성
煤矿井下%无线传感器网络%时间同步%洪泛时间同步协议%容错
煤礦井下%無線傳感器網絡%時間同步%洪汎時間同步協議%容錯
매광정하%무선전감기망락%시간동보%홍범시간동보협의%용착
coal mine%WSN%time synchronization%FTSP%fault-tolerance
为了提高井下时间同步精度,针对无线传感器网络对节点同步精度要求高、鲁棒性强以及时间同步协议普遍容错性较低的特点,提出一种面向煤矿井下的无线传感器网络容错性时间同步算法。该算法结合煤矿井下结构的特殊性,采用动态选举时间基准节点和避免重复发送策略,增强了网络的可扩展性,对于新加入节点可迅速收敛。在洪泛时间同步协议算法的基础上,利用概率统计学中的残差分析理论改进线性回归算法并进行差错判断,剔除井下异常数据点对拟合曲线的影响,抑制由异常数据导致同步误差的大幅度跳变,提升无线传感器网络(WSN)同步算法的容错性和可靠性。实验证明,该算法可在网络拓扑不断变化的情况下达到一定的同步精度,可保持网络稳定性,满足井下同步精度需求。
為瞭提高井下時間同步精度,針對無線傳感器網絡對節點同步精度要求高、魯棒性彊以及時間同步協議普遍容錯性較低的特點,提齣一種麵嚮煤礦井下的無線傳感器網絡容錯性時間同步算法。該算法結閤煤礦井下結構的特殊性,採用動態選舉時間基準節點和避免重複髮送策略,增彊瞭網絡的可擴展性,對于新加入節點可迅速收斂。在洪汎時間同步協議算法的基礎上,利用概率統計學中的殘差分析理論改進線性迴歸算法併進行差錯判斷,剔除井下異常數據點對擬閤麯線的影響,抑製由異常數據導緻同步誤差的大幅度跳變,提升無線傳感器網絡(WSN)同步算法的容錯性和可靠性。實驗證明,該算法可在網絡拓撲不斷變化的情況下達到一定的同步精度,可保持網絡穩定性,滿足井下同步精度需求。
위료제고정하시간동보정도,침대무선전감기망락대절점동보정도요구고、로봉성강이급시간동보협의보편용착성교저적특점,제출일충면향매광정하적무선전감기망락용착성시간동보산법。해산법결합매광정하결구적특수성,채용동태선거시간기준절점화피면중복발송책략,증강료망락적가확전성,대우신가입절점가신속수렴。재홍범시간동보협의산법적기출상,이용개솔통계학중적잔차분석이론개진선성회귀산법병진행차착판단,척제정하이상수거점대의합곡선적영향,억제유이상수거도치동보오차적대폭도도변,제승무선전감기망락(WSN)동보산법적용착성화가고성。실험증명,해산법가재망락탁복불단변화적정황하체도일정적동보정도,가보지망락은정성,만족정하동보정도수구。
According to the requirements of high precision and strong robustness among nodes,especially the characteristics of low fault-tolerance,an algorithm based on fault-tolerance was presented to enhance the synchronization accuracy for coal mine.Combined with the complex underground environment,the strategy using dynamic election of time reference node and avoiding repeated sending of packets was used to enhance network scalability.And the new nodes added into network can quickly converge with the new synchronization algorithm.With the analysis of flooding time synchronization protocol(FTSP)algorithm, the new algorithm introduces the residual analysis theory of probability and statistics to improve the linear regression algorithm and j udge the errors so as to enhance the fault-tolerance of wireless sensor network (WSN)synchronization algorithm and the stability of the synchronous network.Experiments show that the synchronization accuracy is enough to meet the requirements of underground localization.