第06章时间同步
第06章 流速测量3-(PIV)
-metry comb. 构成 名词，表示“测量学、 度量学” Velocimeter:速度计, 速度表 Velocimetry:测速
PIV的特点
瞬态流场测试
对于燃烧火焰、自然对流等典型的瞬态流场。单点测量不 可能达到测量的目的。 在同一时刻记录下整个信息场才能看到空间结构。 只有通过诸如PIV技术才可能获得流动中的小尺度结构的 图像。 稳定流动指的就是脉动速度与平均速度相比很小的流动。
(4) 分析显示系统
显示系统的目的：
通过对图像的数据处理得到速度分布
该方法的特点:
显示系统不是跟踪某一个粒子，而是在一个小区内（诊 断点）进行统计处理。
对于高像密度的PIV来说，在每一个诊断点内
像密度至少使Ni 10~20； 像点直径约在10~25m；
诊断点直径小于几mm；
粒子位移可以从10 m到mm量级。
流动空间结构
某些稳定流场的测试需要
比如狭窄流场，其流动本身是稳定的，但由于流场狭小， 激光多普勒测速(LDV)的分光束难以相交成可测状态，而 热线风速计(HWFA)又会破坏流场的状态。
源密度
源密度定义
N s CZ 0
d e
4M
2
2
式中 C --- 粒子浓度 Z0 --- 片光源厚度 M --- 照相机的放大率 de --- 底片上粒子像的直径
第6章 流速测量
测压管与测速技术
热线热膜风速仪
激光多普勒测速技术
粒子图像测速技术
第6.4节 粒子图象测速技术(PIV)
概念：利用粒子的成像来测量流体速度的 这一类技术，均可称为粒子图象测速技术。
迈普MyPower S4300千兆汇聚路由交换机配置手册V2.0_操作手册_13_网络时间及域名管理操作
目录第1章SNTP配置 (1)1.1 SNTP简介 (1)1.2 SNTP典型配置举例 (2)第2章NTP功能操作配置 (3)2.1 NTP功能简介 (3)2.2 NTP功能配置任务序列 (3)2.3 NTP功能典型案例 (6)2.4 NTP功能排错帮助 (7)第3章DNSv4/v6配置 (8)3.1 DNS简介 (8)3.2 DNSv4/v6配置任务序列 (9)3.3 DNS典型案例 (11)3.4 DNS排错帮助 (12)第1章SNTP配置1.1 SNTP简介NTP (the Network Time Protocol)协议广泛用于维持全球Internet中的计算机的时钟同步。
NTP协议可以估算封包在网络上的往返延迟外，还可独立地估算计算机时钟偏差，从而实现在网络上的高精准度计算机校时。
在大多数地方，根据同步源的特性和网络路径，NTP提供1~50ms的精度。
SNTP（Simple Network Time Protocol）是NTP协议的简化版本，除去了NTP复杂的算法。
SNTP 用于那些不需要完整NTP实现复杂性的主机，它是NTP的一个子集。
通常让局域网上的若干台主机通过因特网与其他的NTP主机同步时钟，接着再向局域网内其他客户端提供时间同步服务。
下图描画了一个NTP/SNTP的应用网络结构，其中SNTP主要工作在二级服务器和各种终端之间，主要是由于这些场景时间精度要求不高，而SNTP本身可以提供的时间精度（1－50ms）一般可以满足这些服务的应用。
图 1-1 NTP/SNTP 工作场景交换机实现了SNTP 的客户端，支持RFC2030描述的SNTP 客户端单播模式（unicast ）的协议行为，不支持SNTP 客户端组播模式（multicast ）和任播模式（anycast ），也不支持SNTP 服务器端功能。
1.2 SNTP 典型配置举例图 1-2 SNTP 典型配置在自治系统域内的所有交换机需要进行时间同步，时间同步是通过两台冗余的SNTP/NTP 服务器实现。
物联网技术导论--第06章
卫星导航系统
GPS的组成
用户设备部分用户设备主要是GPS接收机，它是一种特制的 无线电接收机，主要作用是从GPS卫星收到信号并利用传来
的信息计算用户的三维位置及时间。用户设备部分的主要
设备是GPS 接收机。
《物联网技术导论(第二版)》
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卫星导航系统
GPS的定位原理
GPS定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已 知的起算数据，并测出信号从该观测点到 4个卫星的传播时
《物联网技术导论(第二版)》
25
卫星导航系统
GPS的定位原理：
GPS定位可分为单点定位和相对定位（或称差分定位）。
单点定位就是根据一台接收机的观测数据来确定接收机位 置的方式，它只能采用伪距观测量，可用于车船等的概略 导航定位。利用单独的GPS接收机定位的精度为30米左右。
《物联网技术导论(第二版)》
的广泛应用。
《物联网技术导论(第二版)》 29
卫星导航系统
北斗卫星导航系统简介
北斗卫星导航系统包括北斗卫星导航试验系统（北斗一号）和 北斗卫星导航定位系统（北斗二号）。第一代的北斗卫星导航 试验系统（也称双星定位导航系统）覆盖范围较小，仅能覆盖
我国周围附近地区。在第一代北斗卫星导航试验系统的基础上，
发生故障的卫星。这24颗卫星均匀分布在6 个轨道平面内，
每个轨道面包含4颗卫星。
《物联网技术导论(第二版)》 19
卫星导航系统
GPS中的卫星分布图
《物联网技术导论(第二版)》
20
卫星导航系统
GPS的组成：
GPS 的地面监控部分主要由分布全球的 6 个地面站构成，其 中包括卫星监测站、主控站、备用主控站和信息注入站。
中新创科 NTP 网络时间服务器 说明书
中新创科 Time Server 说明书
简介
北京中新创科技有限公司研制开发的网络时间服务器 DNTS-7C 是一种高科技智 能的、可独立工作的基于 NTP/SNTP 协议的时间服务器，DNTS-7C 从 CDMA 网络上获 取标准时钟信号信息，将这些信息在网络中传输，网络中需要时间信号的设备如计 算机，控制器等设备就可以与标准时钟信号同步。标准的时钟信息通过 TCP/IP 网络 传输，DNTS-7C 支持多种流行的时间发布协议，如 NTP,time/UDP,还可支持可设置的 UDP 端口的中新创科定义的时间广播数据包。NTP 和 time/UDP 的端口号分别固定于
Change Setup : 0 Basic configuration 1 NTS configuration 6 NTP Log 7 Factory defaults 8 Exit without save 9 Save and exit Your choice ?
IP 地址设置 选择 0 时设置 DN 服务器的参数，如 IP 地址，子网掩码，网关等，注意
7 Factory defaults 恢复出厂设置
变。
选择 7 后将所有的参数恢复成出厂值，但 IP 地址，子网掩码和网关保持不
8 Exit without save 不保存退出
前面的修改都将无效，DN 将重启。
9 Save and exit 保存并退出
保存前面的参数修改，退出并重启 DN。
第7页
第三章 时间数据包格式
注意 本手册任何部分不得复印，翻制或以任何形式在网 络中发送，除非得到中新创科公司的书面许可。 中新创科公司有权随时更改产品性能及本手册说明 而不事先通知客户。 本手册所提及的商标所有权由各商标持有人所有。 对于以任何形式修改产品及本手册说明而造成的产 品功能不能实现或对其他产品、人身造成影响，中新创科 公司将不负任何责任。 中新创科公司对由合法渠道（包括授权代理）取得 产品的用户提供三年有限质保，但不包括由于操作不当， 错误连接和意外而造成的产品损坏及人员伤害。 在质保期内由于产品本身质量而造成不能正常使用 的，中新创科公司负责回收换新。回收的产品由中新创公 司所有。
06 章流水线与超标量技术-1
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高
级
计
算
机
体
系
结
构
迫切循环 可找出合法的循环有： （1 , 8 ) ( 3 ) ( 3 , 8 ) ( 1 , 8 , 6 , 8 ) ( 6 ) ( 3 , 6 , 3 ）
………
简单循环：每种状态只出现一次的等待时间循环 （3) , ( 6 ) , ( 8 ) ( l , 8 ) ( 3 , 8 ） （6 , 8）
则τ=τm+d
即不考虑时钟错位。
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6．1．3
加速比、效率和吞吐率
在理想情况下： 线性流水线：（k段） 处理n个任务，需k+(n-1) 个时钟周期（k是第一个任务，每个 时钟一个任务，其余n-1任务需要n-1个时钟） 总的时间：Tk=[k+(n-1)] τ
等效的非流水线“流过延迟”为kτ， n个任务的时间T1=nkτ
加速因子 一条k段流水线对一台等效的非流水线处理机的加速因子， 定义: Sk=T1/Tk=[nkτ]/[kτ+(n-1) τ]=[nk]/[k+(n-1)] 加速因子与n任务数的关系。图6-2
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预约表
在图6-3a所示的三段 非线性流水线里，对 X的流水线求值过程 可由图6-3b的预约表
第06章隧道施工方法-钻爆开挖等
SUI DAO GONG CHENG
1. 爆破破岩作用及有关概念
隧 道 工 程
(1) 无限介质中的爆破作用 假定将药包埋置在无限介 质中进行爆破，则在远离药包中心不同的位置上，其爆破作 用是不相同的。大致可以划分为四个区域，如图6-30所示。 1) 压缩粉碎区。 它是指 半径为R1范围的区域。该区域 内介质距离药包最近，受到的 压力最大，故破坏最大。当介 质为土壤或软岩时，压缩形成 一个环形体孔腔；介质为硬岩 时，则产生粉碎性破坏，故称 为压缩粉碎区。
SUI DAO GONG CHENG
c
4
隧 道 工 程
d
1
临空孔 装药孔
3 2
a b
单临空孔型 SUI DAO GONG CHENG
双临空孔型
三临空孔型
图6-35 柱状掏槽
图6-36 螺旋形掏槽
(3) 炮眼布置 1) 直线形布孔 将炮眼按垂直方向或水平方向，围绕掏 槽开口成直线形逐层排列，如图6-37所示。这种布孔图式， 形式简单容易掌握，同排炮眼的最小抵抗线一致，间距一致， 前排眼为后排眼创造临空面，爆破效果较好。
6
SUI DAO GONG CHENG
『 6.7 ▎钻爆开挖和装渣运土
隧 道 工 程
『 6.7.1 ▎钻爆开挖
钻爆开挖作业是在岩体上钻凿出一定孔径和深度的炮眼， 并装上炸药进行爆破，从而达到开挖的目的，是隧道施工中 较关键的基本作业。 开挖作业应做到的要求：① 按设计要求开挖出断面(包 括形状、尺寸、表面平整、超欠挖等要求)；② 石碴块度(大 小)适中，抛掷范围相对集中，便于装碴运输；③ 钻眼工作 量少，掘进速度快，少占作业循环时间，尽量节省爆破器材； ④ 在充分发挥爆破能力的前提下，减小对围岩的震动破坏； ⑤ 减少对施工用机具设备及支护结构的破坏，减少对周围环 境的破坏（特别是隧道洞口地段爆破时）。
第06单元(A卷)-2018-2019学年七年级语文同步单元双基双测“AB”卷(原卷版)
部编人教版七年级下单元双基双测AB卷第6单元基础测试卷（时间：120分钟满分：120分）班级：姓名：分数：一、积累与运用（25分）1．下列字形和加点字注音全部正确的一项是（）（2分）A．短暂．（zàn）蹲下心有灵犀．（xī）茏罩B．潜．入（qiǎn）铁镍天涯海角．（jiǎo）循环C．闷．热（mèn）纵然激动不已．（yǐ）闲瑕D．炽．热（chì）包裹不期．而至（qī）屏幕2．结合语境，根据括号中的意思填写成语。
（4分）（1）我从极度难受的状态中解脱出来，感到一种从未有过的轻松和舒服，__________（形容紧张心情过去以后的的轻松愉快），如同一次重生。
（2）我甚至觉得这个过程很__________（意味深长，值得人仔细体会琢磨）。
（3）当飞船刚刚进入轨道，处于失重状态时，百分之八九十的航天员都会产生一种“_____________”（比喻把主次、轻重的位置弄颠倒了）的错觉。
（4）这时舷窗已经烧得黑乎乎的，我坐在里面，怀抱着操作盒，____________（暂时抑止呼吸聚集精神，形容高度集中注意力）地等待着配合程序。
3．下列句中标点符号运用有误的一项是（）（2分）A．热，热得像……地狱。
呀，天啊，这是什么？草原的风！B．直到一个小时后我回去躺到床上，她还在哼着《月光》，那轻柔的旋律一直在我的梦中飘荡着。
C．“这里真好！”她轻柔的声音从她的眼睛中传出来：“我现在就像从很深很深的水底冲出来呼吸到空气，我太怕封闭了。
”D．看不到日出了，好想看草原的日出……听，这是今天的第一声鸟叫，雨中也有鸟呢！4．下列句子中加点的词语使用不恰当的一项是（）（2分）A．正是孙杨的刻苦训练，才使得孙杨世锦赛男子400米自由泳三连冠看似不期而至．．．．地到来，却又水到渠成。
B．习近平主席强调，一定要抓好基层党建，在农村坚持党的领导，走遍基层才能和广大人民群众心有．．灵犀．．。
C．为了找到建造射电望远镜的最佳地点，南仁东带领其团队几乎走遍了祖国的大江南北．．．．。
otn网络传递ptp时间同步技术
第53卷 第1期2020年1月通信技术Communications Technology Vol.53 No.1Jan. 20200 引 言中国联通4G FDD －LTE 技术只需要频率同步，不需要时间同步。
现在5G 时代已经到来，对同步技术提出了更严格的要求，需要PTP 高精度时间同步技术做支撑，需要积极探索研究OTN 网络传递PTP 同步的可行性和实现方式。
1 5G 时间同步需求4G 和5G 对同步的要求见表1。
* 收稿日期：2019-09-17；修回日期：2019-12-07 Received date:2019-09-17;Revised date:2019-12-07文献引用格式：朱波.OTN 网络传递PTP 时间同步技术[J].通信技术，2020，53（01）：74-79.ZHU Bo.PTP Transfer in OTN Network[J].Communications Technology,2020,53(01):74-79.doi:10.3969/j.issn.1002-0802.2020.01.014OTN 网络传递PTP 时间同步技术*朱 波（中讯邮电咨询设计院有限公司上海分公司，上海 200050）摘 要：5G 时代已经到来，需要PTP 高精度时间同步技术做支撑。
OTN 网络必须能够传递PTP 时间同步，因此介绍PTP 时间同步的技术原理，分析华为OTN 传递PTP 信息的实现方式，研究现网OTN 不具备传递PTP 能力的原因及需要改造内容。
关键词：PTP；OTN；5G；华为中图分类号：TN929.5 文献标志码：A 文章编号：1002-0802(2020)-01-0074-06PTP Transfer in OTN NetworkZHU Bo(Shanghai Branch of China Telecom Consulting Design Institute, Shanghai 200050, China)Abstract: The 5G era has arrived and requires PTP high-precision time synchronization technology for support. The OTN network must be able to transfer PTP time synchronization. This paper introduces the technical principles of PTP time synchronization, analyzes the implementation of Huawei OTN to transfer PTP information, and studies the reasons why the existing network OTN does not have the ability to transfer PTP and what needs to be modified.Key words: PTN; OTN; 5G; HW表1 4G 和5G 同步要求4G 5G 同步要求FDD 基础业务—不需要时间同步，仅需要频率同步TDD 基础业务5G 基础业务≤±1.5 μs —sub-6G 协同业务≤±350 ns —高频协同业务≤±130 ns5G 时间同步以各基站安装的GPS/北斗卫星天线为主用，但市区很多机房在地下室无法安装GPS，或很难和物业协调安装，因此有必要通过地面同步链路将PTP 信息传递至各5G 基站，而地面同步链路为辅并做备用。
第6章PROFIBUS PA
安装在网络的末端，用于吸收信号反射，提 高通信质量。
终端电阻
实现不同设备之间的物理连接，确保数据传 输的可靠性。
光纤转换器
在需要长距离、高速率或电磁干扰较大的场 合，可将PROFIBUS PA信号转换为光纤信号 进行传输。
04
PROFIBUS PA通信过程
数据传输过程
数据帧格式
01
PROFIBUS PA采用特定的数据帧格式进行通信，包括起始符、
能力和低的误码率。
03
通信速率与距离
PROFIBUS PA支持多种通信速率，最高可达12Mbps，通信距离可达
数千米，满足工业现场长距离、高速通信的需求。
PROFIBUS PA传输介质
传输介质类型
PROFIBUS PA支持多种传输介质，包括双绞线、光纤和无线等，可根据实际需 求选择合适的传输介质。
PROFIBUS PA发展历程
1980年代末期，德国开始研发PROFIBUS技术，并在1990 年代初推出PROFIBUS DP（Decentralized Periphery） 标准，用于工厂自动化领域。
随着过程工业对通信需求的不断提高，PROFIBUS国际组 织（PI）在1990年代末期开始研发PROFIBUS PA标准， 并于2000年代初正式发布。
01
石油和天然气工业
PROFIBUS PA可用于石油和天 然气开采、运输、加工和储存等 环节中的自动化控制系统。
02
03
电力和能源工业
PROFIBUS PA可用于电力和能 源系统中的自动化控制，如发电 机组控制、变电站自动化、能源 管理和分布式能源等。
04
02
PROFIBUS PA技术原理
PROFIBUS PA通信协议
无线传感器网络多跳时间同步算法
文章编号: 1673 9965(2010)06 560 05无线传感器网络多跳时间同步算法*侯宏录1,杨朋伟2,谢矿生2,胡民效2(1.西安工业大学光电工程学院,西安710032;2.武警西安指挥学院教研部,西安710038)摘 要: 针对多跳网络中同步误差累积和同步开销大的问题,提出了一种最优拓扑结构的时间同步算法.通过构造最优拓扑结构和在网络节点之间传递时间同步报文来减小累积误差和时间同步开销.借鉴无线传感器网络时间同步延迟测量算法的打时间戳技术进行时间偏差估计来提高时间同步的精度.应用结果表明:在具有33个节点的传感器网络中,相比无线传感器网络时间同步协议算法,该算法的时间同步开销减小了2/3,引起累积误差的关键路径长度减小了1/2.关键词: 最优拓扑结构;时间同步;关键路径;无线传感器网络中图号: T P301.6 文献标志码: A传统的传感器网络时间同步算法有参考广播同步(Reference Bro adcast Sy nchr onization,RBS)算法[1]、无线传感器网络时间同步协议(T iming Sync Protocol for Sensor N etw orks,T PSN)算法[2]、FT SP[3](Flooding Tim e Synchronization Pro to col)算法、基于累计时延统计的传感器网络数据同步算法[4]以及基于连通支配集的时间同步算法[5].这些算法都采用提高单跳同步精度、采用最短路径同步以减少跳数,降低多跳误差累积,却没有充分利用周围节点的时钟信息以降低误差随跳数累积的速度.另外这些算法为了提高时间同步的精确度,节点之间信息交换的次数比较多,因此同步开销和节点功耗较大.基于连通支配集的时间同步算法通过在支配节点之间传递时间同步报文,非支配节点只接收时间同步报文,从而实现时间同步,由于只有支配节点发送时间同步报文,该算法大大减少了时间同步开销,但是,该算法仍然存在着较大的累积误差,在网络规模较大时这种情况更加明显.为更好的减小累积误差,受到基于连通支配集的时间同步算法的启发,考虑到通过构造最优拓扑结构的方法来减小时间同步过程中关键路径的长度,从而实现减小累积误差和减少时间同步开销.受到无线传感器网络时间同步延迟测量(Delay M easurement Time Synchronizatio n for Wireless Sensor Netw orks,DM TS)算法打时间戳技术的启发,以及研究时间同步报文在传感器网络中的传播规律,通过在MAC层进行标记时间戳及应用累计时延统计方法来进行时延估计,从而及时调整和更正错误的时间包信息,以减小累积误差,进而实现时间的精确同步.文中通过构造最优拓扑结构及时 估计的方法实现了全网节点的时间同步.设计了一种低同步开销及低累计误差的时间同步算法.1 传感器网络多跳时间同步算法算法的基本思想是通过构造拓扑结构和借鉴DM TS算法的打时间戳技术,在拓扑结构中传递时间同步报文以实现整个网络中节点的时间同步.1.1 相关概念定义定义1 (相邻节点)给定图中的两个节点,若第30卷第6期 西 安 工 业 大 学 学 报 V ol.30N o.6 2010年12月 Jo ur nal of X i an T echno lo gical U niver sity Dec.2010*收稿日期:2009 05 05基金资助:国防基础预研项目(B2220061084)作者简介:侯宏录(1960 ),男,西安工业大学教授,主要研究方向为光电检测技术、智能控制、复杂系统建模仿真及效能评估.E mail:hlhou@.存在一条边连接这两个节点,称它们为相邻节点.定义2 (节点的度数)一个节点在整个图中的邻居节点的个数定义为该节点的度数.定义3 (相邻节点集)给定图中的一个节点,它的所有邻居节点的集合定义为它的相邻节点集.定义4 (区域)给定图中的任意一个节点,它的相邻节点集和它本身的并集定义为区域.定义5 (一跳联系)对于任意两个节点来说,如果其中一个是另一个的邻居节点成立,则称它们构成一跳联系.定义6 (二跳联系)对于任意两个节点来说,如果它们不构成一跳联系,并且它们的邻居节点存在交集,则称这两个节点构成二跳联系.1.2 区域簇首节点集给定一网络拓扑结构,在进行算法之前,每个节点必需获得:相邻节点的有关信息;!相邻节点的个数信息;∀相邻节点的度数信息.这些信息可以通过各节点周期性地与自身的邻居节点交换信息获得.求区域簇首节点集的具体算法过程为开始,初始化拓扑结构.!求所有节点的度.∀求度最大的节点,定义为区域簇首节点,并记录下它的邻居节点集.#在余下的节点中继续求度最大的节点,判断此节点是否是前面区域簇首节点的邻居节点,如果是,确定它的邻居节点集(去掉它的区域簇首节点及所有区域簇首节点的邻居节点).否则的话,确定它的邻居节点集(去掉它的区域簇首节点的所有邻居节点).∃继续执行上一步,直到最后一个度最大节点记录的邻居节点个数为0为止.%算法结束.得到的区域簇首节点的集合称为区域簇首节点集.1.3 求支配节点集首先根据1.2可以得到网络拓扑结构的区域簇首节点集.从区域簇首节点集的第一个元素开始,每个元素可与它后面的所有元素建立一跳或二跳联系,根据区域簇首节点和区域簇首节点之间的联系建立新的拓扑结构.求支配节点集的具体算法过程为开始,初始化拓扑结构.!求拓扑结构的区域簇首节点,并将其存放在指定的数组中.∀从区域簇首节点集的第一个元素开始,寻找后面与它构成一跳联系的所有区域簇首节点,并将这些节点和这个区域簇首节点建立联系.#寻找这个区域簇首节点与它构成二跳联系的所有区域簇首节点,求这个节点和它的二跳关系节点的共同邻居节点中度最大的一个,用这个度最大节点把这个区域簇首节点和其二跳关系节点建立联系.∃执行完上面的步骤后,形成了一个网络拓扑结构,将这个拓扑结构中原来构成一跳联系的节点连接起来,进而形成了一个新的网络拓扑结构,称它为支配节点网络拓扑结构,这个支配节点网络拓扑结构中的节点定义为支配节点.%转向∀,重复,直到最后一个支配节点网络拓扑结构为链状为止.&算法结束,所有支配节点网络拓扑结构中的节点为支配节点,初始网络拓扑结构中的其他节点称为非支配节点.1.4 最优拓扑结构的构造定义M为拓扑层数,N为链状拓扑结构路由跳数.X为第倒数第二层支配节点网络拓扑结构中簇首节点的个数.根据1.3过程可求出网络拓扑结构的支配节点集及各级支配节点网络拓扑结构,接下来构造最优拓扑结构.具体过程为根据各级支配节点网络拓扑结构计算拓扑层数M和链状支配节点网络拓扑结构路由跳数N,进而计算关键路径长度,关键路径长度=(M-1)+(N/2+1).!判断M和N/2+1的关系,如果M>=N/ 2+1,转向∀;如果M<=N/2+1,转向#.∀让链状结构中的中间节点作为根节点,两边节点作为子节点,构造一层树状结构,然后前面支配节点拓扑结构构造一层拓扑结构,依此类推,可实现构造最优拓扑结构(在最优拓扑结构中去掉重复的节点),转向∃.#构造低一级的最优拓扑结构:首先,构造X 级的树状拓扑结构,在倒数第二层支配节点网络拓扑结构的簇首节点集中找度最大的那个簇首节点,联合其子节点构成一个树结构1,称为独立树结构.接着找度最大的簇首节点(除去属于树结构1的那些子节点),若存在则构造树结构2,若不存561第6期 侯宏录等:无线传感器网络多跳时间同步算法在,则根据已有的树结构给其添加子节点(子节点为(M -1)层拓扑结构的簇首节点),直到分配完所有的节点为止.根据(M -1)层拓扑结构的拓扑关系,继续给树结构添加叶子节点,树结构1和树结构2的公共交点可获得,任取一个作为根节点,构造X 级的树状拓扑结构.若独立树结构为三个,则依照上面的办法求三个树结构的公共交点作为根节点,可构造相应的树状拓扑结构.依次类推,最终可实现构造X 级的树状拓扑结构.其次,根据上面所求的X 级树状拓扑结构作为第一层拓扑结构,然后上一层支配节点拓扑结构构造第2层拓扑结构,依次类推,可以构造成(M -1)∋(N /2+1)级最优拓扑结构,转向∃.∃算法结束.1.5 时间同步的实现通过最优拓扑结构的根节点广播时间同步报文启动同步阶段,第一层拓扑结构中的节点收到这个报文后,估算时间延迟等参数并调整自己的逻辑时钟值,然后更新并转发这个同步报文,更新方法参考基于累计时延统计的传感器网络数据同步算法.第二层拓扑结构中的节点收到同步报文后,仅仅估计时间延迟等参数并调整自己的时钟值以达到与其簇首节点同步,依此类推,最终可实现所有节点与根节点的时间同步.2 算法性能分析2.1 时间同步开销和累积误差的比较同步开销用发送信令包和接收信令包的次数来衡量.设广播域内有1个时间基准节点,n 个接收节点,RBS 算法需要k 个时间记录以完成线性拟合,RBS 算法的同步开销为k(n +1)个发送信令包和k(n +1)个接收信令包.TPSN 算法的同步开销为2n 个发送信令包和2n 个接收信令包,而本算法的同步开销为m(m 为簇首节点的个数)个发送信令包和n -1个接收信令包.若采用最小连通支配子集算法,同步开销为L (L 为最小连通支配节子集中节点的个数)个发送信令包和n -1个接收信令包.关键路径的长度决定了累积误差的大小,可以很容易求得各种算法的关键路径长度,因此用关键路径长度来衡量累积误差.2.2 算法分析在大规模无线传感器网络中,时间同步技术变得尤为重要,数据融合、广播认证、节点定位、时分多路复用、节点状态切换等均依赖于全网节点的时间同步.缺乏有效的时间同步机制,无线传感器网络难以为用户提供有效服务.传感器网络中每个节点采用晶体振荡器来维持本地时钟,由于晶体振荡器的频率存在偏差,以及外界环境(如温度、压力的变化和电磁波的干扰)的影响,在运行一段时间后,传感器网络往往会产生时间漂移和时间偏移.当传感器网络中网络节点数目增加时,时间漂移和时间偏移会急剧增大,使得实现时间同步变得很困难.为解决这一问题,通过构造最优拓扑结构以及研究时间同步报文在网络中的传播规律,文中算法实现了全网节点的时间同步.实验验证:当网络规模增大时,文中算法的时间同步开销相比较于T PSN 算法的时间同步开销急剧减小,关键路径长度相比较于TPSN 算法的关键路径长度也急剧减小,在给定传感器网络中,力求寻找时间同步报文传播的最佳路径,因此取得了明显的效果.3 应用举例3.1 应用举例文中利用一个传感器网络环境的实例来说明算法实现的给定初始网络拓扑结构,如图1所示.图1 拓扑结构图Fig.1 T he to po log y ma p在图1中有33个网络节点,每个网络节点代表一个具有数据采集、数据处理及数据传输功能的智能传感器网络节点,这样的节点可以分为三类:终端节点、路由器节点以及协调器节点,它们分别实现不同的功能.在图1中,相邻节点之间通过实线连接,表示可以进行时间信息交换,没有实线连562西 安 工 业 大 学 学 报 第30卷接的节点不能进行时间信息交换.由于在实际应用中节点的部署是任意的,因此本文给出的传感器网络拓扑结构具有任意性,仅作示例.3.2 求各级支配节点根据1.3中的方法可以得到给定网络拓扑结构的各级支配节点.通过计算第一层支配节点为3,4,7,8,11,12,14,15,19,20,21,25,27;第二层支配节点为7,8,11,20.各层支配节点根据1.3中的方法可以形成各自的支配节点网络拓扑结构.3.3 构造最优拓扑结构实现时间同步根据1.4中的方法可以构造最优拓扑结构,如图2所示.根据1.5中的方法可实现全网节点的时间同步,在图2中,首先由根节点11广播时间同步报文启动同步阶段,第一层拓扑结构中的节点7,8,20收到这个同步报文后,估算时间延迟等参数并调整自己的逻辑时钟值,然后修改并转发同步报文.依此类推,支配节点通过接收其父节点的时间同步报文实现时间同步,并转发时间同步报文;非支配节点通过接收其簇首节点的时间同步报文进行时间同步,最终所有节点都同步到根节点11.图2 最优拓扑结构F ig.2 Optimal topolog y3.4 算法性能比较在表1中,结合实例,列举了RBS 算法、T PSN 算法及本算法实现全网节点时间同步的关键路径长度、发送信令包数及接收信令包数.表1 文中算法与RBS 算法、T P SN 算法性能比较T ab.1 T he perfo rmance co mpar ison of the art iclealg or ithm and RBS,T PSN alg or ithm参数R BS 算法T PSN 算法文中算法关键路径长度/跳884发送信令包数/个32k 6212 表1中k 为RBS 算法完成数据线性拟合的时间记录个数,关键路径长度用网络路由跳数来衡量.从表1中看出:相比RBS 算法及TPSN 算法,文中算法实现全网节点时间同步的关键路径长度、发送信令包数及接收信令包数都明显减小.4 结论由于时间漂移、温度以及压力等因素的影响,传感器网络中节点的本地时间和全局时间之间存在时间偏差,随着时间的推移,这种时间偏差会逐渐增大.为了减小时间偏差,文中采用构造最优拓扑结构,以及在M AC 层进行标记时间戳的方法实现了全网络节点的时间同步.应用结果表明该算法明显减小了时间同步偏差,主要表现在:1)最大限度减少了时间同步信息包在传递过程中的冗余信息,只选择关键的、必须的路径进行传递信息,从而降低了能耗;2)在同步信息包的传递过程中,考虑时延估计,以便及时调整和更正错误的时间同步信息包,从而提高了同步算法精度;3)相比RBS 算法和TPSN 算法,其时间同步开销和时间累积误差都急剧减小.尽管如此,时间同步技术还需要继续改进,在下一步的研究中,将开展对钟频率偏差补偿及多次时间信息数据参数估计的研究.参考文献:[1] Elso n J,G iro d L ,Estrin D.Fine g rained N etw orkT ime Sy nchro nizat ion U sing Reference Br oadcasts [C]//Pr oceeding s o f the 5th Sy nposlum o n O per atio n Sy stems Design and Implementatio n(OSDl2002),Boston,M A,2002:147.[2] Ganeriwal S,Kumar R,Sriv ast av a M.T iming Sy ncP roto col for Sensor Netw o rks [C]//Pr oceeding of 1st Inter national Conference o n Embedded N et wo rked Sensor Sy stems,L os Ang eles,2003:138.[3] M ar oti M ,K usy B,Simo n G,et al.T he F lo odingT ime Sy nchro nization Pro toco l[C]//P roceedings of the 2nd ACM Conference on Embedded N et wo rked Senso r Sy stems (SenSy s ),Baltimo re,M ar iland,2004:39.[4] 赵大胜,杨宗凯,王玉明,等.基于累计时延统计的传感器网络数据同步算法[J].华中科技大学学报:自然2005,33(7):26.563第6期 侯宏录等:无线传感器网络多跳时间同步算法ZH A O Da sheng,Y A NG Zo ng kai,WA N G Yu ming, et a l.Accumulative based Delay Stat istics for DataSynchronizatio n A lg or ithm W ir eless Senso r N etwo rk[J].J Huazho ng U niv of Sci&T ech:Natur e ScienceEditio n,2005,33(7):26.(in Chinese)[5] 彭伟,卢锡城.一种新的分布式最小连通支配集近似算法[J].计算机学报,2001,24(13):255.PENG Wei,L U Xi cheng.A N ov el Distr ibuted A p pro ximat ion Algo rithm for M inimum Connected Do m inating Set[J].Chinese Jo ur nal of Computer s,2001, 24(13):255.(in Chinese)Multi hop Time Synchronization Algorithm forWireless Sensor NetworkH OU H ong lu1,YA N G P eng w ei2,X I E K uang sheng2,H U M in x iao2(1.Scho ol of O pto electro nic Eng ineer ing,Xi an T echnolog ical U niv ersity,X i an710032,China;2.Depar tment o f T eaching and R esear ch,Xi an Command Co llege of CA PF,Xi an710038,China)Abstract: T o so lve the pr oblem s of error acum ulation and overhead of tim e synchronizatio n,a new tim e synchro nization algor ithm w as pr opo sed based o n o ptimal topolog y.It can reduce the a cumulativ e erro rs and o ver head of time sy nchr onization thro ug h building the optimal topo logy and conveying the tim e synchro nization packet among those netw or k no des.The time synchronizatio n accuracy can be improved thro ug h estimating the time error,fro m the timestamp techno logy of DMT S algor ithm.The result show s that the sy nchronization o ver head can be reduced by2/3,and that the critical path length w hich causes the a cumulative err ors can be reduced by1/2.Key words: optim al topolog y;time synchronization;critical path;w ireless senso r netw o rk(责任编辑、校对 张立新)(上接第559页)Oxidation Kinetics of TP304and TP347Steels underthe High temperature Water vapour ConditionWA N G Zheng p in1,FEN G H ong f ei1,T AN G L i y ing2,J I N Yao hua1,YA O Yu hong1(1.School of M ater ials and Chemical Eng ineer ing,Xi an T echnolog y U niv ersity,Xi an710032,China;2.Xi an T her mal P ow er Research Institut e Co.,L td,X i an710032,China)Abstract: Ox idatio n kinetics of the TP347H and the TP304H steels under high temperature w ater vapour co ndition is studied by disco ntinuous w eighing.T he results indicate:the ox idatio n kinetics of the TP347H and the T P304H steels at560(,590(,620(and650(follow s parabolic equatio n( m= kt z);the oxidation resistance of T P347H is higher than that of TP304H;ox idation of the TP347H and the T P304H steel of increases as the temperature r ises;the ox idatio n speed of the TP347H and the TP304H steel increnses w ithin fro m590(to620(.Key words: T P347H steel;T P304H steel;high temperature w ater vapo ur;ox idation kinetics(责任编辑、校对 张立新) 564 西 安 工 业 大 学 学 报 第30卷。