面向无线传感网络时间同步的脉冲耦合振荡器模型关键理论与技术研究

传统的无线传感网络时间同步技术基于数据包来交换时间信息，存在着同步误差随网络跳距累积的现象，并且其可扩展性差、难以直接应用。.脉冲耦合振荡器是目前对自然界生物同步现象的最有效的模型，其算法存储量和计算量小、可扩展性好、非常适合于无线传感网络，是未来的重要发展方向。然而，脉冲耦合振荡器模型中并没有考虑无线传感网络存在传输和处理延迟、多跳网络拓扑这两个因素，因此在无线传感网络中的应用仍需要深入研究。.本项目首先针对上述问题，建立新型脉冲耦合振荡器理论模型，并对模型的同步性进行理论证明；然后，建立适合无线传感网络的脉冲耦合振荡器的仿真模型；最后，进一步设计出小体积、低成本的基于脉冲耦合的时间同步硬件设备，对本项目的方法进行实际验证。.本项目从理论到实践完整地研究了新型脉冲耦合振荡器模型在无线传感网络时间同步应用问题，可发表论文8~10篇(SCI/EI6~8篇）、申请发明专利3项、软件登记3项。

传统的无线传感网络时间同步技术基于数据包来交换时间信息，存在着同步误差随网络跳距累积的现象，并且其可扩展性差、难以直接应用。脉冲耦合振荡器是目前对自然界生物同步现象的最有效的模型，其算法存储量和计算量小、可扩展性好、非常适合于无线传感网络，是未来的重要发展方向。然而，脉冲耦合振荡器模型中并没有考虑无线传感网络存在传输和处理延迟、多跳网络拓扑这两个因素，因此在无线传感网络中的应用仍需要深入研究。本项目首先针对上述问题，建立了基于脉冲耦合振荡器模型的时间同步模型，并对模型的同步性进行了理论证明；然后，建立了一套适合于脉冲耦合振荡器模型的仿真模型和实验平台；接着，在统一的平台上比较现有时间同步算法的精度；最后，进一步设计出小体积、低成本的基于脉冲耦合振荡器模型的轻量级无线传感器网络时间同步硬件设备，对本项目的方法进行了实际验证。在国家自然基金支持下，课题组发表15篇国内外期刊和会议论文，其中SCI 论文 6 篇，EI 检索论文9篇。共有 2 名硕士生毕业。参与项目的学生获得了国家级奖学金，所长奖学金，北纬通信奖学金等各类奖学金。