无线微震传感器网络高精度时间同步技术研究.pdf

第 卷第期 年月有色金属(矿山部分)N o n f e r r o u sM e t a l s(M i n i n gS e c t i o n)V o l ,N o M a y d o i:/j i s s n 无线微震传感器网络高精度时间同步技术研究王盛,张达,冀虎(北京矿冶研究总院,北京 ;矿冶科技集团有限公司,北京 ;中国南非矿产资源可持续开发利用“一带一路”联合实验室,北京 )摘要:时间同步技术作为无线微震传感器网络的核心技术之一,是网络协调运行的关键.首先研究了无线传感器网络时间同步原理及影响同步精度的因素;其次研究了经典无线时间同步协的实现方法;然后仿真对比了传感器网络时间同步协议(T i m i n g s y n cP r o t o c o l f o rS e n s o rN e t w o r k s,T P S N)和泛洪式时间同步协议(F l o o d i n gT i m eS y n c h r o n i z a t i o nP r o t o c o l,F T S P)的同步精度;再针对F T S P协议的不足提出一种改进的G F T S P协议,能有效提高无线传感器网络时间同步精度;最后估算由时间同步误差造成的微震震源定位误差,验证G F T S P协议满足实际生产需求.关键词:微震监测;无线传感器网络;时间同步协议;R B S;T P S N;F T S P;高精度中图分类号:T P ;T D 文献标志码:A文章编号:()H i g ha c c u r a c y t i m e s y n c h r o n i z a t i o nt e c h n o l o g y i nw i r e l e s sm i c r o s e i s m i c s e n s o rn e t w o r k sWANGS h e n g,Z HANGD a,J IH u(B e i j i n gG e n e r a lR e s e a r c ho fM i n i n ga n dM e t a l l u r g y,B e i j i n g ,C h i n a;B G R I MM T e c h n o l o g yG r o u p,B e i j i n g ,C h i n a;C h i n a S o u t hA f r i c a“B e l t a n dR o a d”J o i n tL a b o r a t o r yf o rS u s t a i n a b l eD e v e l o p m e n t a n dU t i l i z a t i o no fM i n e r a lR e s o u r c e s,B e i j i n g ,C h i n a)A b s t r a c t:T i m es y n c h r o n i z a t i o nt e c h n o l o g y,a so n eo ft h ec o r et e c h n o l o g i e sf o rw i r e l e s s m i c r o s e i s m i cs e n s o rn e t w o r k s,i sc r u c i a lf o rt h ec o o r d i n a t e do p e r a t i o no ft h en e t w o r k T h i sp a p e rf i r s ts t u d i e st h ep r i n c i p l e so ft i m es y n c h r o n i z a t i o ni nw i r e l e s ss e n s o rn e t w o r k sa n dt h e f a c t o r sa f f e c t i n gs y n c h r o n i z a t i o na c c u r a c y S e c o n d l y,i te x p l o r e st h e i m p l e m e n t a t i o nm e t h o d so fc l a s s i cw i r e l e s st i m es y n c h r o n i z a t i o np r o t o c o l s N e x t,i ts i m u l a t e sa n dc o m p a r e st h es y n c h r o n i z a t i o na c c u r a c y o ft h e T i m i n g s y n c P r o t o c o lf o r S e n s o r N e t w o r k s(T P S N)a n dt h e F l o o d i n g T i m eS y n c h r o n i z a t i o nP r o t o c o l(F T S P)T h e n,a d d r e s s i n gt h es h o r t c o m i n g so ft h eF T S Pp r o t o c o l,a ni m p r o v e dG F T S Pp r o t o c o li s p r o p o s e d,w h i c h c a n e f f e c t i v e l y e n h a n c e t h e t i m e s y n c h r o n i z a t i o n a c c u r a c y o f w i r e l e s s s e n s o rn e t w o r k s F i n a l l y,t h ep a p e re s t i m a t e st h em i c r o s e i s m i cs o u r c el o c a l i z a t i o ne r r o r sc a u s e db yt i m es y n c h r o n i z a t i o ne r r o r s,v e r i f y i n gt h a t t h eG F T S Pp r o t o c o lm e e t sp r a c t i c a lp r o d u c t i o nr e q u i r e m e n t s K e yw o r d s:m i c r o s e i s m i cm o n i t o r;w i r e l e s ss e n s o rn e t w o r k;t i m es y n c h r o n i z a t i o np r o t o c o l;R B S;T P S N;F T S P;h i g ha c c u r a c y收稿日期:基金项目:国家重点研发计划项目(国合专项)(Q Y F E )作者简介:王盛(),男,硕士研究生,采矿工程专业,主要从事矿山安全监测方向的研究.E m a i l:w s d w y y x c o m.微震监测技术是矿山常用的安全管控手段.目前,世界上主流的微震监测系统都采用有线传感器网络来构建监测台网对指定区域进行安全监测.随着无线传感器网络技术的逐渐成熟,它展现出了更好的灵活性和拓展性优势,为微震监测系统提供了更多样的选择.然而,相较于有线传感器网络,无线传感器网络的时间同步精度往往达不到要求.而时间同步精度直接影响微震监测系统对震源定位的精第期王盛等:无线微震传感器网络高精度时间同步技术研究度,因此,高精度时间同步技术是无线微震监测技术的关键之一.另一个制约无线传感器网络大规模布置的因素是节点的通信功率有限,因此,在设计和选择无线微震监测系统的时间同步方案时,需要综合考虑同步精度和能耗之间的平衡.参照广播同步协议(R e f e r e n c eB r o a d c a s tS y n c h r o n i z a t i o n,R B S)和传感器网络时间同步协议(T P S N),虽然精度较高,但是节点之间频繁的通信会增加能耗.泛洪式时间同步协议(F T S P)虽然能有效降低能耗,但是F T S P协议使用最小二乘法进行参数估计,在多节点、多跳传感器网络中,由于噪声干扰,会产生异常数据,而最小二乘法不具备处理异常数据的能力,会导致同步出 错 或 同 步 精 度 降 低.为 降 低 异 常 数 据 点 对F T S P协议时间同步精度的影响,本文提出了一种基于G r u b b s检验改进的G F T S P协议,改进后的协议具备异常点处理能力,能够有效提高F T S P时间同步协议的精度,从而减小由时间同步误差而导致的微震定位误差.无线传感器网络时间同步原理无线传感器网络时间同步协议的作用是使所有网络节点拥有相同且准确的时间信息,以便网络中的所有节点能够协同工作.时间不同步通常由传感器节点不同的初始设置时间和不同频率的本地振荡器引入的时间偏移导致.因此,通过时间同步协议,使节点通过时间信息交流来校准本地时钟,实现网络中时间的同步.无线传感器节点时钟模型无线传感器节点的时钟一般包括一个晶振电路和一个计时模块.计时器将晶体振荡信号进行计数作为传感器节点的时钟信号.理想情况下晶体振荡器频率为固定值f,但由于使用环境、制造工艺、供电电压以及现场温度等因素的影响,晶振的实际频率总会有偏差.设传感器节点i在t时刻晶振的频率为fi(t),则节点i在t时刻的时间Ci(t)可由公式()表示.Ci(t)fttfi(t)dtCi(t)()式中,t是节点的初始时间.设晶振的频差为,则节点时钟频率变化的范围如公式()所示.dC(t)dt()那么节点i的时钟表达式可以由公式()所示.Ci(t)aiCi(t)Ci(t)()式中,ai为fi和f的比值.根据传感节点的时钟模型可知,当传感器网络中有多个传感器节点时,每个节点时钟的偏移会随时间不断累积,所以需要采用周期同步的方式调整节点时钟参数.影响时间同步精度的因素无线传感器网络中,数据包从发送节点的应用层、传输层、网络层、链路层、物理层以及天线等传输介质后进入到接收节点的应用层.在时间同步协议的实施中,时标的实时获取至关重要.要实现高精度的时间同步,需要对整个同步过程中产生延迟的环节进行深入分析,并研究解决方法.通过查阅文献,数 据 通 信 过 程 中 的 延 迟 主 要 由 六 大 部 分 组成 ,如图所示.图通信延迟组成F i g C o mm u n i c a t i o nd e l a yc o m p o n e n t)发送延迟发送延迟是发送端在发送数据之前对数据进行处理的时间延迟.包括数据压缩、加密、编码等处理操作所需的时间.)访问延迟访问延迟是MA C层发送消息前确认信道是否占用产生的,延迟的大小取决于信道的带宽,依据当时的网络流量,范围通常在 m s,因此访问延迟的预估非常困难.)传输延迟传输延迟是数据包从物理层到链路层需要的时间,延迟大小与数据包的大小、传输速率、错误处理和重传机制 有关,传输 延迟可以估 算出来,一般为 s.)传播延迟传播延迟是信息通过无线信道,从发送端传输到接收端的时间.该延迟通常只有几纳秒,可以忽略不计.)接收延迟接收延迟是接收节点接收数据包需要的时间.延迟大小取决于数据包的大小和传输速率.)接收处理延迟有色金属(矿山部分)第 卷接收处理延迟是接收节点将数据包进行解码、解密和解压缩等处理操作需要的时间.在进行无线传感器网络时间同步时,可以通过在MA C层为数据包打上时标的方法消除发送延迟和接收处理延迟.通过计算位偏移估算传输延迟和接收延迟,从而提高时间同步精度.无线传感器网络时间同步方法根据节点之间通信方式的不同,可以把同步协议分为三类,分别是接收端接收端同步、发送端接收端同步和发送端接收端单向同步.接收端接收端同步基于接收端接收端的同步方法是在网络中确定一个参照节点,时间同步的数据包由此节点向网络中其他节点广播.子节点相互发送接收数据包的时间,利用节点间时钟的偏差修正本地时钟,从而实现时间同步.其原理如图所示.假设参照节点R的广播被节点i和节点j接收.节点i和j记录并交换接收时间Ti和Tj,Ti和Tj的差值即为两节点的时钟偏差,之后节点j利用时间偏差调整本地时钟,完成与节点i的时间同步.图接收端接收端同步方法F i g R e c e i v e r R e c e i v e r s y n c h r o n i z a t i o nm e t h o d参照广播同步协议(R B S)采用的是接收端接收端同步原理.如图所示,参照节点R广播同步数据包,节点A、B、C之间交换接收数据包的时间,再通过式()计算出网络中节点的平均时间,并根据该平均时间调整节点的本地时钟.i,jn:o f f s e ti,jmmk(Tj,kTi,k)()其中,n为接收节点数,m为广播次数,k为同步数据包的序号.与其他通信机制相比,R B S协议不需要参考节点将本地时间信息嵌入广播的数据包中,所以不受发送延迟、访问延迟的影响,只需要解决传输延迟和接收延迟的问题.但是,R B S协议中所有节点都需要互相通信,导致能耗较高,不适合在大型网络中图R B S时间同步机制F i g R B St i m e s y n c h r o n i z a t i o np r o t o c o l使用.发送端接收端同步发送端接收端同步一般采用父节点与子节点握手交互数据的通信方式.子节点向父节点发送时间同步请求,父节点记录当前时间,并将同步开始信息和本地时间数据广播给子节点.子节点与父节点之间的时差可以通过计算发送和接收时间差来估算,子节点根据估算时差调整本地时钟,保持与父节点的时间同步.传感器网络时间同步协议(T P S N)采用这种同步原理,实时性较好,可以适应大多数网络系统的时间同步需求.T P S N协议是一种基于树形拓扑结构的时间同步方法.通过多跳路由以自组织方式构建树形拓扑结构,树的根节点作为时间同步的参考节点,其他节点通过与根节点同步,实现网络中所有节点的时间同步.T P S N协议同步过程可以分为两个阶段(图).图T P S N树结构F i g T P S Nt r e e s t r u c t u r e第一阶段称为级别确定阶段,需要创建网络的分层拓扑结构,每个节点都会分配一个级别,配备G P S或者B D时间信号源的节点作为根节点,根节点的级别为.之后根节点广播确定级别的数据包,与根节点相邻的每个节点通过这个数据包确定自己的级别为,同时再次广播级别确定数据包消第期王盛等:无线微震传感器网络高精度时间同步技术研究息.重复这一进程,直到网络中每个节点都确定了自己的级别.第二个阶段为同步阶段,每一层的子节点与根节点相互通信,来实现节点之间的时间同步.如图所示,其中节点S级别为i级,节点R为(i)级,TS a和TS d为节点S本地时钟的两个测量时刻,TR b和TR c表示节点R的两个观测时刻,表示两节点之间的时间偏差,d表示数据的传播时延,假设数据传输延迟是相同的.节点S在TS a时刻发送同步请求数据包到节点R,数据中包括TS a时间,节点R在TR b时间收到信息(TR bTS ad)然后在时间TR c发送应答数据包给节点S,数据中包含TS a、TR b和TR c的信息,节点S在TS d时间收到应答(TS dTR cd),由此可以推出:d(TR bTS a)(TS dTR c)()(TR bTS a)(TS dTR c)()图T P S N时间同步机制F i g T P S NT i m e s y n c h r o n i z a t i o np r o t o c o l节点S计算与节点R的时差,修改本地时钟,将时间与节点R同步.T P S N协议是在MA C层将时间信息添加到同步消息中,从而避免了访问延迟带来的时间同步误差,进一步提高了网络时间同步精度.发送端接收端单向同步发送端接收端单向时间同步方法可以减少数据交换的次数,降低时间同步的能耗,减少通信压力,是无线传感器网络比较理想的时间同步方法.同步开始后,参照节点定时、连续广播本地时标,子节点在收到多个参照点的时间后计算与参照节点的时差,根据时差调整本地时钟,从而实现时间同步.比较典型的协议是泛洪式时间同步协议(F T S P).)如图所示,发送节点发送同步数据帧,包括前导码、同步字节、数据和校验码,数据会在MA C层打上时标.)接收节点收到前导码和同步字节后,将数据在MA C层打上时标,并开始计算位偏移.当整个数据校验无误后,通过计算位偏移和接收速率计算出接收延迟.)接收节点在接收到K个完整的同步数据帧后,计算与每个节点的时钟偏移,然后用最小二乘法构造拟合直线,用拟合结果修正本地时钟,直到下一次同步周期开始.图F T S P广播报文格式F i g F T S PI n d i c a t e s t h e f o r m a t o fb r o a d c a s tp a c k e t s最小二乘法(L S E)是F T S P协议常用的线性拟合方法,能够在统计意义上得到对参数的最优估计,能够在一定误差范围内,使得拟合曲线与实际数据点的离差平方和最小,从而提高数据拟合精度.设xi为观测向量,hi为观测矩阵,为M维的被估计量,ni为观测噪声,则线性观测方程为:xihini()记XxxxxL T为L次的观测 向 量,对 应 的 观 测 矩 阵 记 为HhhhhL T,观测噪声向 量NnnnnL T,则L次的观测方程可以表示成:XH N()假设观测噪声向量N的统计特性为:E(N)E(N NT)CN则L S E构造的估计量使得误差表达式J()达到最小.J()(XH)T(XH)()令J()对进行矢量求导,并令求导结果等于,求得为:(HTH)HTX()时间同步协议对比仿真实验模拟井下巷道环境,在 m长、m宽、m高的巷道两侧布置传感器节点,参考时间节点设置在巷道中间顶部,如图所示.有色金属(矿山部分)第 卷图巷道模型F i g T u n n e lm o d e l T P S N时间同步协议仿真 仿真设计将传感器节点的时钟漂移设置在()均匀分布,节点间通信协议模拟Z i g b e e协议,GH z的频段有 个速率为 k b/s的信道,节点间通信方式为广播.假设同步数据包的长度为 b i t,即发送一个数据包的时间为m s,设定每隔 m s发送一个同步数据包.添加 s的随机时延来模拟数据在传输过程中的延迟.在模拟巷道分别进行 个传感器节点与 个传感器节点的时间同步仿真,同步精度以子节点与参考节点之间的时间差来衡量,实验结果取 次仿真的平均值.仿真程序流程图如图所示.图T P S N仿真流程图F i g T P S Ns i m u l a t i o nf l o wc h a r t T P S N仿真结果如图所示,网络中有 个传感器节点时,T P S N的同步误差为 s.如图 所示,网络中有 个传感器节点时,T P S N同步误差为 s.从仿真结果可知,T P S N协议可以实现微秒级的高精度时间同步,并且增加网络中节点数量不会影响同步精度.这是发送端接收端双向交换时间信息机制的优点.但是节点之间过多的收发次数,会增大能耗,而且T P S N协议没有考虑时钟漂移,只能不断地同步去校正时钟偏差,同样会增大能耗.图 个传感器节点仿真结果F i g S i m u l a t i o nr e s u l t so f s e n s o rn o d e s图 个传感器节点仿真结果F i g S i m u l a t i o nr e s u l t so f s e n s o rn o d e s F T S P仿真 仿真设计将传感器节点的时钟漂移设置在()均匀分布,节点间通信协议模拟Z i g b e e协议,GH z的频段有 个速率为 k b/s的信道,节点间通信方式为广播.假设同步数据包的长度为第期王盛等:无线微震传感器网络高精度时间同步技术研究 b i t,即发送一个数据包的时间为m s,设定每隔 m s发送一个同步数据包.添加 s的随机时延来模拟数据在传输过程中的延迟.模拟巷道分别进行 个传感器节点与 个传感器节点的时间同步仿真,同步精度以子节点与参考节点之间的时间差来衡量,实验结果取 次仿真的平均值.仿真程序流程图如图 所示.图 F T S P仿真流程图F i g F T S Ps i m u l a t i o nf l o wc h a r t F T S P仿真结果如图 所示,网络中有 个传感器节点时,F T S P的同步误差在 s.如图 所示,网络 中 有 传 感 器 节 点 时,F T S P同 步 误 差 在 s.从仿真结果可知F T S P协议可以实现高精度时间同步,但是,随着网络中节点数量的增图 个传感器节点仿真结果F i g S i m u l a t i o nr e s u l t so f s e n s o rn o d e s图 个传感器节点仿真结果F i g S i m u l a t i o nr e s u l t so f s e n s o rn o d e s加,同步误差会增大.这是由于随机延时导致未能在收发数据包时立即打时标或者节点误收其他网络节点的信息而未能分辨出来等原因,使节点接收的同步信息出现异常值.使用最小二乘法对参数进行拟合时受异常值影响较大,会增大同步误差.但是F T S P协议具有较低的能量消耗.可以自适应于各种无线环境下,因此在无线传感器网络领域内有着广泛的应用.F T S P时间同步协议改进针对F T S P时间同步协议使用最小二乘法进行参数 拟 合 时 受 节 点 异 常 值 影 响 较 大 的 问 题,对F T S P协议进行改进 .格拉布斯(G r u b b s)检验法G r u b b s检验是一种常用的异常值检测方法.它基于统计假设,通过检验数据点与样本均值之间的距离来判断是否存在异常值.以下是G r u b b s检验的详细步骤:)假设设定:G r u b b s检验基于以下两个假设:a)零假设(N u l lH y p o t h e s i s):数据集中不存在异常值,即除了异常值以外的数据服从正态分布.b)备择假设(A l t e r n a t i v eH y p o t h e s i s):数据集中存在一个或多个异常值,即除了异常值以外的数据不服从正态分布.)计算统计量:G r u b b s检验使用一个统计量,称为G r u b b s统计量(G值),来衡量每个数据点与样本均值之间的距离.G值的计算方法如下:a)设有n个观测值:Xxxxxn 均值:有色金属(矿山部分)第 卷Xnnixi()标准差:Snni(xiX)()b)计算G值:GixiXS()定出检测水平,那么置信概率p,根据p值和测量次数n查格拉布斯表得到临界值GP(n).临界 值 代 表 了 在 零 假 设 成 立 的 条 件 下,G值可以达到的最大值.如果计算得到的G值大于临界值,则可以拒绝零假设,即该数据点被判定为异常值.)异常值剔除:如果G r u b b s检验检测到一个或多个异常值,将异常值替换为均值.使用G r u b b s检验方法改进后的G F T S P协议流程如图 所示.图 G F T S P仿真流程图F i g G F T S Ps i m u l a t i o nf l o wc h a r t G F T S P协议仿真结果如图 所示,G F T S P协议在相同测试环境下,个传感器节点的同步网络中误差为 s.在排除异常值影响后,节点的同步误差有了明显改善,证明了使用G r u b b s检验改进F T S P协议的可行性.图 G F T S P仿真结果F i g G F T S Ps i m u l a t i o nr e s u l t s 时间同步精度对微震震源定位精度的影响 震源定位方法微震监测技术的定位方法大多基于到时不同震源定位理论,其中最为经典的是G e i g e r法.G e i g e r法以及基于该方法发展而来的众多震源定位方法是地震、微震震源定位中应用最为广泛的一类震源定位方法.假定微震事件S发生的空间位置和时间为S(x,y,z,t)T,震动信号经过矿山介质的传播,被空间位置为(xi,yi,zi)的微震监测传感器i记录下到达时刻ti,定义走时残差为iti(Tt).其中,Ti为震动波从发震位置到传感器i的传输时间,是关于发震位置(x,y,z)的函数 .对于单一速度模型,假定震动波传播速度为v,则Ti(xxi)(yyi)(zzi)v()式中:x,y,z表示震源的空间坐标,t表示震源发震时刻.实际观测区域的介质模型并非单一速度模型,传感器记录到的震动波到达时刻也存在误差,因此存在震动波走时残差,利用观测到时与计算到时的残差(ri(Tit)ti)最小的方法来估计微震事件S的位置(x,y,z)和发震时刻t.对残差ri进行一阶泰勒展开:ri(Tit)tidt(Ti xdx Ti ydy Ti zdz)()式中,i,N;N为观测到时数目;dx、dy和dz为震源坐标校正量;dt为发震时刻校正量;第期王盛等:无线微震传感器网络高精度时间同步技术研究 Ti x、Ti y、Ti z为走时空间偏导数.将式()写为矢量形式:AXr()式中,系数矩阵A为N矩阵,r为N矩阵,震源校正量X为矩阵,则:A Ti x Ti y Ti z TN x TN y TN z()rrrN()Xdtdxdydz()以最早接收到震动波信号的传感器坐标和观测时刻作为发震参数的起始值,代入式()进行迭代计算,直至残差r小于阈值或达到最大迭代次数则停止迭代,得到震源定位结果.到时误差对震源定位精度的影响设任意两微震传感器Ti和Tj的观测到时为ti和tj,并令titj,则两传感器的震源定位方程分别为:(xix)(yiy)(ziz)vp(tit)()(xjx)(yiy)(zjz)vp(tjt)()式()减去式()得到如下方程:RjRivp(tjti)()其中,Ri(xix)(yiy)(ziz)Rj(xjx)(yjy)(zjz)表示传感器到震源之间的距离.方程()表明传感器Ti和Tj决定的震源轨迹是空间中的一个双叶双曲面.在二维平面上简化方程()得到方程().(xjx)(yjy)(xix)(yiy)vp(tjti)()如图 所示,式()表明平面中两支传感器只能确定震源在以传感器Ti和Tj为焦点的双曲线轨迹上,.需要增加传感器,形成新的双曲线,计算双曲线图 平面中两个传感器确定的震源轨迹F i g T h e t r a j e c t o r yo f t h e s e i s m i c s o u r c ed e t e r m i n e db y t w os e n s o r s i nap l a n e之间的交点,才能确定震源位置.如图 所示微震传感器Ti和Tj确定的震源双曲线I和微震传感器Tj和Tk确定的震源双曲线相交于点S,S即为所求的微震震源位置.图 平面内三个传感器确定震源位置F i g T h ep o s i t i o no f t h e s e i s m i c s o u r c ed e t e r m i n e db y t h r e e s e n s o r s i nap l a n e当监测台网布置完成后,输入波速和传感器节点接收到震源信号的到时,就可以对震源进行定位.因此,波速和到时对震源定位精度具有直接影响.当两个传感器的位置确定后,震源定位双曲线的形状和位置仅取决于两传感器的到时差值和波速之积,为研究方便,记:dv|tjti|()当波速已知,计算到时误差对定位的影响时,设初始到时误差为 t,则因到时误差造成的误差为:dv t()根据仿 真 结 果,G F T S P同 步 协 议 能 够 实 现 s内的时间同步精度,即两个传感器节点之间的时间误差在 s内.假设矿山波速为 m/s,则可以求得因到时误差导致的定位误差为:dv t m()由式()可知,在 s级的时间同步精度下,因到时误差导致的定位误差在 m以内,满足微震监测系统的需求.有色金属(矿山部分)第 卷结语高精度无线传感器网络的时间同步技术是无线微震监测系统的关键一环,是微震监测系统精准定位震 源 的 保 障.本 文 在 传 统 的 基 于 最 小 二 乘 的F T S P时间同步协议上,增加了G r u b b s检验环节,以减少节点因网络中的异常数据导致的同步误差.经过仿真对比,在同样的参数环境下,G F T S P时间同步协议同步精度有了明显提高.并通过理论计算验证了其同步精度满足微震监测系统的定位精度要求.下一步需要在硬件平台上进行时间同步实验,验证G F T S P协议能否在同步精度和能耗等方面满足实际生产需求.参考文献康冠林,王福豹,段渭军无线传感器网络时间同步综述J计算机测量与控制,():,KAN G G u a n l i n,WAN G F u b a o,D UAN W e i j u n S u r v e y o nt i m e s y n c h r o n i z a t i o n f o r w i r e l e s s s e n s o r n e t w o r k sJC o m p u t e rM e a s u r e m e n t&C o n t r o l,():,杨宗凯,赵大胜,王玉明,等无线传感器网络时钟同步算法综述J计算机应用,():,YAN G Z o n g k a i,Z HA O D a s h e n g,WAN G Y u m i n g,e ta l S u r v e yo ft i m es y n c h r o n i z a t i o na l g o r i t h m si nw i r e l e s ss e n s o rn e t w o r kJ C o m p u t e rA p p l i c a t i o n,():,E L S ON lJ,G I R O DL,E S T R I N D F i n e g r a i n e dn e t w o r kt i m es y n c h r o n i z a t i o nu s i n gr e f e r e n c eb r o a d c a s t sJ A c m S i g o p sO p e r a t i n gS y s t e m sR e v i e w,:GAN E R I WA LS,KUMA R R,S R I VA S T AVA M B T i m i n g s y n c p r o t o c o l f o r s e n s o r n e t w o r k sC/I n t e r n a t i o n a lC o n f e r e n c eo nE m b e d d e dN e t w o r k e dS e n s o rS y s t e m s A CM,:MA R T IM,KU S Y B,S I MON G,e ta l T h ef l o o d i n gt i m es y n c h r o n i z a t i o n p r o t o c o lC/P r o c e e d i n g s o f t h e n di n t e r n a t i o n a l c o n f e r e n c e o n E m b e d d e d n e t w o r k e d s e n s o rs y s t e m s A CM,:陈莹基于无线传感器网络的泛洪时间同步协议研究D南京:南京邮电大学,C HE N Y i n g T h e s t u d y o ff l o o d i n g t i m e s y n c h r o n i z a t i o np r o t o c o li n w i r e l e s ss e n s o rn e t w o r kD N a n j i n g:N a n j i n gU n i v e r s i t yo fP o s t sa n dT e l e c o mm u n i c a t i o n s,范波杰无线传感器网络洪泛时间同步的研究和改进D杭州:浙江工业大学,F AN B o j i e A r e s e a r c h a n di m p r o v e m e n to ff l o o d i n gt i m es y n c h r o n i z a t i o np r o t o c o lf o r w i r e l e s ss e n s o rn e t w o r k sDH a n g z h o u:Z h e j i a n gU n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g y,庄祎梦无线传感器网络时间同步算法研究与实现D上海:上海交通大学,Z HUAN G Y i m e n g R e s e a r c h a n d i m p l e m e n t a t i o n o ft i m es y n c h r o n i z a t i o na l g o r i t h m si n w i r e l e s ss e n s o rn e t w o r k sDS h a n g h a i:S h a n g h a i J i a oT o n gU n i v e r s i t y,李楠微震震源定位的关键因素作用机制及可靠性研究D徐州:中国矿业大学,L IN a n R e s e a r c ho nm e c h a n i s m so fk e yf a c t o r sa n dr e l i a b i l i t yf o rm i c r o s e i s m i cs o u r c e l o c a t i o nD X u z h o u:C h i n aU n i v e r s i t yo fM i n i n ga n dT e c h n o l o g y,张达,王济农物联网与云服务的矿山地压监测系统研究与应用J有色金属工程,():Z HAN GD a,WAN GJ i n o n g R e s e a r c ha n da p p l i c a t i o no fm i n eg r o u n dp r e s s u r em o n i t o r i n gs y s t e mb a s eo ni n t e r n e to ft h i n g sa n dc l o u ds e r v i c eJ N o n f e r r o u s M e t a l sE n g i n e e r i n g,():张达,戴锐,曾志毅,等 B S N矿山微震监测技术及其应用J中国地震,():Z HAN GD a,D A IR u i,Z E N G Z h i y i,e ta l M i n em i c r o s e i s m i cm o n i t o r i n gt e c h n o l o g ya n da p p l i c a t i o n so fB G R I MM s e i s m i cn e t w o r kJ E a r t h q u a k e R e s