基于物聯網的海洋傳感器網絡終端時鐘同步關鍵技術研究

賈志華 朱長紅 石澤瓊 王波 董言治

摘 要：海洋傳感器網絡已被廣泛應用于海洋環境監測、海洋污染監控、海洋資源勘測、水下目標探測、跟蹤和定位等領域，時鐘同步是傳感器網絡的關鍵支撐技術。論文在介紹海洋傳感網絡系統及其時間同步技術研究基礎上，設計了海洋傳感網絡系統及其時鐘同步網絡體系架構，詳細研究了海洋傳感器網絡終端時鐘同步的海底環境中使用聲波通信情況下授時的精度技術，無線信號屏蔽情況下糾正時間偏差并保證守時技術和時鐘同步節點適用化技術，以及時鐘子節點，最后對系統的應用進行了總結討論。

關鍵詞：海洋傳感器;網絡時鐘;物聯網;智能終端;時鐘同步;子節點架構

中圖分類號：TP39文獻標識碼：A文章編號：2095-1302（2019）09-00-03

0 引 言

近年來，隨著人們對海洋資源的開發利用與對海洋環境保護和海上防御的日益重視，基于海洋傳感器網絡的研究開始受到學術、工業和軍事等方面的高度關注。海洋傳感網絡的時鐘同步關鍵技術也成為研究的熱點。

目前陸地上的傳感器網絡時鐘同步已得到深入研究與廣泛應用，如智能核電站、電網等[1-4]。而海洋中組網方式、所處環境、設備適用性等不同，所以無法將陸上時鐘同步技術直接運用于海洋，必須考慮海洋環境中傳播時延和節點移動性等對同步精度的影響，也要統籌考慮算法的能耗和計算復雜度[5-8]。

國外眾多大學和科研機構針對海洋水下傳感器網絡的時鐘同步技術，多是通過與信標節點的多次消息交互，采用線性回歸估計待同步節點本地時鐘的頻率偏斜和相位偏斜來實現點對點同步[9-10]。……