關(guān)于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的時間同步技術(shù)探究

易柏言

摘? 要：在社會不斷地發(fā)展的背景下，我國的科學(xué)技術(shù)也得到了一定的發(fā)展。其中，由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有可以在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)，部署大量傳感器節(jié)點等特點，所以相關(guān)的技術(shù)人員為了加強它在各個領(lǐng)域的應(yīng)用，對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的時間同步技術(shù)進(jìn)行了研究。同時，由于這項技術(shù)可以大大提高對物理環(huán)境遠(yuǎn)端監(jiān)控的能力，所以它進(jìn)一步提高了我國的科技水平。

關(guān)鍵詞：無線傳感器;網(wǎng)絡(luò)的時間;同步技術(shù);探究

中圖分類號：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）15-0152-02

Abstract： In the context of the continuous development of society， the science and technology of our country has been developed to a certain extent. Among them， the wireless sensor network can deploy a large number of sensor nodes in the monitoring area， so the relevant technicians studied the time synchronization technology of wireless sensor networksin order to strengthen its application in various fields. At the same time， because this technology can greatly improve the ability of remote monitoring of the physical environment， it further improves the scientific and technological level of our country.

Keywords： wireless sensor; network time; synchronization technology; research

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)雖然在科技發(fā)展的背景下得到了一定的應(yīng)用，但是由于其節(jié)點的計算資源以及存儲資源有限，所以它并不能儲存大量的資源，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和工作環(huán)境等方面還存在著一定的不足。因此，在這樣的背景下，要想加強無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在各個領(lǐng)域的應(yīng)用，就要加強對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的時間同步技術(shù)的研究，從而進(jìn)一步保障無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全性和可靠性。

1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的時間同步技術(shù)研究的重要性

為了滿足時代發(fā)展的要求，我國對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的時間同步技術(shù)進(jìn)行了一定研究。在首次提出時間同步研究課程后，對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的時間同步技術(shù)的研究也取得了一定成果，研究出了多種時間同步算法，進(jìn)一步地促進(jìn)了我國科學(xué)技術(shù)在社會中的穩(wěn)定發(fā)展。同時，這些算法還可以有效地對相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和整合。

第一，就是RBS算法，它主要就是通過指定的“時標(biāo)”節(jié)點，對周期廣播時間信息進(jìn)行分組，所以位于廣播域內(nèi)的節(jié)點，可以用各自的時鐘記錄所接收到的分組時間，這可以加速接收的效率，從而實現(xiàn)在廣播域內(nèi)節(jié)點的局部時間同步，進(jìn)一步地提高了廣播領(lǐng)域的質(zhì)量[1]。

第二，TPSN算法。這種算法主要就是將整個網(wǎng)絡(luò)按層次進(jìn)行劃分，然后指定根節(jié)點，對初始化消息進(jìn)行分層之后，然后再進(jìn)行逐層擴(kuò)散，這個時候發(fā)送者和接收者依次成對，進(jìn)而實現(xiàn)整個網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的時間同步。此外，由于TPSN擴(kuò)展性好，結(jié)果的同步精度也較高，所以它在實際的發(fā)展過程中得到了有效地應(yīng)用。

第三，F(xiàn)TSP算法。這種算法，主要就是在形成一個Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，將全局時間在根節(jié)點轉(zhuǎn)換到所有節(jié)點，它可以對鏈路故障等進(jìn)行一定的分析，進(jìn)而達(dá)到很高的同步精度[2]。同時，由于這種算法的復(fù)雜度較低，所以它在各個領(lǐng)域也得到了廣泛應(yīng)用。因此，在社會不斷發(fā)展的背景下，我國要想滿足各個行業(yè)發(fā)展的需求，跟上時代發(fā)展的潮流，就要對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的時間同步技術(shù)進(jìn)行全面的研究和創(chuàng)新，認(rèn)識到無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的時間同步技術(shù)在實際發(fā)展過程中重要性，進(jìn)而為促進(jìn)我國科學(xué)技術(shù)在社會中的穩(wěn)定發(fā)展夯實基礎(chǔ)。

2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的時間同步技術(shù)的研究

2.1 時間同步協(xié)議的實現(xiàn)

要想保障時間同步協(xié)議的有效實現(xiàn)，就要確保每個節(jié)點都有高精度的本地時間，因為這樣可以使整個網(wǎng)絡(luò)里面的各個節(jié)點時間誤差都在一個合理地范圍內(nèi)[3]。在保障網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運行的同時，又對各個節(jié)點的時間進(jìn)行了有效地控制。同時，相關(guān)的技術(shù)人員還要注意的是，時間同步協(xié)議的實現(xiàn)還要建立在網(wǎng)絡(luò)正常的基礎(chǔ)上，這樣可以對相關(guān)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收有更好地控制，進(jìn)而保障數(shù)據(jù)的安全性和合理性。

在對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的時間同步技術(shù)研究的過程中，由于時間同步主要依靠節(jié)點之間的通信，所以在對其進(jìn)行每次校對的時候，要在節(jié)點出發(fā)。首先，節(jié)點向主節(jié)點發(fā)送同步命令，主節(jié)點這個時候就會將自己收到同步命令的時間通過單播的方式，傳回到節(jié)點，從而實現(xiàn)時間同步協(xié)議。同時，加強對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的時間同步技術(shù)的研究，還可以通過控制節(jié)點等方式，對時間進(jìn)行自行調(diào)整，實現(xiàn)與主節(jié)點的時間同步。

由于檢測數(shù)據(jù)主要是沿著其他傳感器節(jié)點進(jìn)行傳輸?shù)?，所以相關(guān)技術(shù)人員在對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的時間同步技術(shù)進(jìn)行研究的時候，可以在傳輸過程中檢測數(shù)據(jù)和節(jié)點處理等方面出發(fā)，然后采取有效的措施通過對管理節(jié)點的控制，不斷地提高傳感器網(wǎng)絡(luò)的運行質(zhì)量，加強對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)資源的配置和管理。

與此同時，由于以前的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)處理能力和存儲能力等相對較差，如果不加強對它的創(chuàng)新和研究，就不能完善我國的科學(xué)技術(shù)。所以，相關(guān)的研究人員可以在網(wǎng)絡(luò)功能上，加強對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的時間同步技術(shù)的研究，主要就是對每個傳感器節(jié)點與本地信息數(shù)據(jù)之間的關(guān)系進(jìn)行研究，還要對其他節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和管理，因為只有這樣才可以不斷地提高節(jié)點的處理能力和通信能力，進(jìn)一步地實現(xiàn)時間協(xié)議間的轉(zhuǎn)換，加強無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的時間同步技術(shù)在各個領(lǐng)域和行業(yè)中的應(yīng)用。

此外，要想獲取精確的數(shù)據(jù)信息，相關(guān)的技術(shù)人員就要利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的時間同步技術(shù)在監(jiān)測區(qū)域通常部署大量傳感器節(jié)點，這樣不僅可以有效地提高信息數(shù)據(jù)的精度，還能加強對節(jié)點時間的控制。此外，由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有大規(guī)模的特點，其傳感器節(jié)點分布在很大的地理區(qū)域內(nèi)，所以這個時候要想有效地擴(kuò)大監(jiān)控的范圍，就要大量的傳感器節(jié)點。同時，相關(guān)技術(shù)人員還要認(rèn)識到無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的時間性和空間性，可以通過不同空間視角對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效地獲取，不斷地提高監(jiān)測的精確度，進(jìn)而為促進(jìn)我國科學(xué)技術(shù)在社會中的快速發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

2.2 加強對自組織的管理

在對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的時間同步技術(shù)研究過程中，我們會發(fā)現(xiàn)在一般情況下，其傳感器節(jié)點都被放置在沒有基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的地方，所以傳感器節(jié)點的位置不可以提前進(jìn)行設(shè)置，具有一定的局限性。因此，在這樣的背景下，要想有效地提高獲取數(shù)據(jù)的精度，就要采取有效的措施加強對其自組織的研究，讓其自動進(jìn)行配置和管理，加強對相關(guān)信息數(shù)據(jù)以及節(jié)點時間的管理。

在實際的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的時間同步技術(shù)應(yīng)用過程中，由于能量耗盡等方面的影響，有一些節(jié)點為了彌補失效節(jié)點，會增加監(jiān)測精度，這在一定程度上大大減少了節(jié)點個數(shù)，對網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運行也造成了嚴(yán)重的影響。這個時候加強對自組織的研究，不僅可以讓無線傳感器網(wǎng)絡(luò)快速的適應(yīng)這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的動態(tài)變化，還可以讓其根據(jù)實際的情況實現(xiàn)相關(guān)資源的自動配置，加強對相關(guān)節(jié)點時間的控制，從而不斷地完善傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，讓其能夠適應(yīng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的時間同步技術(shù)的變化。

2.3 對信息數(shù)據(jù)的研究

如今，社會在進(jìn)步，互聯(lián)網(wǎng)在發(fā)展，大數(shù)據(jù)等技術(shù)已經(jīng)成為了促進(jìn)我國企業(yè)在社會中穩(wěn)定發(fā)展的重要因素之一。要想在這樣的背景下，不斷地完善無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的時間同步技術(shù)，就要對相關(guān)的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提高信息數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，建立一個安全的網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)。

由于傳感器網(wǎng)絡(luò)里面有大量的信息數(shù)據(jù)，屬于任務(wù)型的網(wǎng)絡(luò)，所以相關(guān)的技術(shù)要想加強對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的時間同步技術(shù)的研究，就要對相關(guān)的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。其中傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點采用節(jié)點編號標(biāo)識，為了保障其完整性和規(guī)律性，每個節(jié)點都有屬于它的編號。同時，由于傳感器節(jié)點隨機部署，所以構(gòu)成的傳感器網(wǎng)絡(luò)和節(jié)點編號之間的關(guān)系是完全動態(tài)的，節(jié)點的位置與其也有一定的關(guān)系，這個時候研究人員就可以在節(jié)點編號等方面入手，不斷地加強對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的時間同步技術(shù)的研究，對具體的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效的整合。

然而，用戶使用傳感器網(wǎng)絡(luò)查詢的時候，主要就是直接將所關(guān)心的事件通告給網(wǎng)絡(luò)的，并不是通告給某個確定編號的節(jié)點，這在一定程度上進(jìn)一步地提高了網(wǎng)絡(luò)信息和數(shù)據(jù)的傳播效率，將準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息等有效地匯報給了用戶。同時，這種方法以數(shù)據(jù)本身為傳輸線索特點，讓無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的時間同步技術(shù)在實際的發(fā)展過程中得到了有效地應(yīng)用。

與此同時，由于傳感器網(wǎng)絡(luò)是一個以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡(luò)，所以要想加強對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的時間同步技術(shù)的研究，就要對具體的數(shù)據(jù)信息和同步的時間等進(jìn)行分析，特別是在目標(biāo)跟蹤的傳感器網(wǎng)絡(luò)中，由于時間和空間的限制，以前的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)并不能對跟蹤目標(biāo)的位置進(jìn)行分析。但是，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的時間同步技術(shù)在其中的應(yīng)用，利用節(jié)點對目標(biāo)進(jìn)行了準(zhǔn)確的監(jiān)測，對不同的節(jié)點目標(biāo)位置消息進(jìn)行了分析，加強了對相關(guān)數(shù)據(jù)信息的獲取。所以，信息技術(shù)不斷地發(fā)展的今天，一定要認(rèn)識到無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的時間同步技術(shù)的重要性，加強對這項技術(shù)的研究，進(jìn)而不斷地完善我國網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)。

3 結(jié)束語

由此可見，隨著互聯(lián)網(wǎng)不斷地普及，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在各個領(lǐng)域得到了廣泛地應(yīng)用。要想在這樣的背景下，不斷地完善網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，提高節(jié)點時間信息的獲取精度，就要加強對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的時間同步技術(shù)的研究，進(jìn)而為促進(jìn)我國科學(xué)技術(shù)在社會中的穩(wěn)定發(fā)展提供基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李文婷，汪定，等.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)下多因素身份認(rèn)證協(xié)議的內(nèi)部人員攻擊[J].軟件學(xué)報，2019（8）：2375-2391.

[2]田賢忠，何佳存，郭敏，等.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中移動充電和數(shù)據(jù)收集策略[J].儀器儀表學(xué)報，2018（1）：216-224.

[3]苗春雨，陳麗娜，吳建軍，等.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點位置驗證框架[J].計算機研究與發(fā)展，2019，56（6）：1231-1243.