一種即時同步與時鐘自校準(zhǔn)結(jié)合的全網(wǎng)同步技術(shù)
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實驗采用兩塊基于Si1000芯片的節(jié)點電路板，其中一塊作為第N層節(jié)點，另一塊作為第N+1層節(jié)點。
在兩級節(jié)點的軟件中加入測試信號輸出：每過5 s，RTC中斷事件會把MCU喚醒，同時會在MCU的一個端口輸出一個低電平脈沖。將脈沖信號輸入到示波器的兩個輸入通道中，記錄波形。
將示波器的時域解析度放大至5μs，會發(fā)現(xiàn)在初始的即時同步后，兩個節(jié)點之間存在絕對誤差e=5．4μs，如圖7所示。如果不加以干預(yù)，兩節(jié)點的時鐘偏差會逐步擴大，最終導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的不同步。
數(shù)據(jù)采集的方法是，將這對節(jié)點每隔3 min測量一次脈沖的時間差△t，連續(xù)記錄一個小時，將結(jié)果保存到表1中(兩節(jié)點每10 min誤差17 ms)。
對比試驗：將上述兩節(jié)點軟件中的自校正機制移除，即僅用即時同步機制初始同步一次，其后的晶振偏移不再校正。每隔3 min記錄一次△t，將結(jié)果保存到表1中。
用MATLAB繪制兩種同步方式的對比曲線如圖8所示。
由實驗結(jié)果可以看到，僅僅做了一次即時同步的一對節(jié)點，它們的時鐘偏差在不斷擴大，其呈現(xiàn)線性特征，每10 min的時鐘偏差約為17 ms。
采用了自校正技術(shù)的同步算法的一對節(jié)點，具有本地晶振振蕩偏差自動補償機制。每隔10 min，它們之間的偏差就會被校正。節(jié)點間的同步有效時間顯著延長。在實際測試中，經(jīng)過16個小時的實驗后觀測，仍能達(dá)到理想的同步效果。
5 結(jié)論
本文基于Si1000芯片平臺，實現(xiàn)了一種將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的同步周期進(jìn)行擴展的方法，利用即時同步技術(shù)進(jìn)行節(jié)點間同步的初始化，隨后每間隔一段時間，節(jié)點主動校準(zhǔn)自己的時鐘，從而實現(xiàn)了在沒有顯著增加能量消耗的前提下，擴展同步周期，提高同步精度
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