CN102625442B - 基于无线传感器网络的同步数据采集方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于无线传感器网络的同步数据采集方法，主要解决由于GPS授时误差而导致的检测、定位误差等问题。本发明采用PPS和GPS授时信息的三次协调同步完成各感知节点时间同步，用加窗方法判定PPS状态合法性确保时间同步，用高速时钟对本地时标维护，实时判断是否对当前时标修正，每40分自动更新；FPGA解析管理中心要求的采集时间点，若此点超前当前时标，上报时间溢出错误，告知管理中心重新下指令；若滞后当前时标，等待采集时间点的前一秒关闭接收机；在管理中心要求的时间点，打开接收机采集数据。本发明有效的提高了无线传感器网络中感知节点GPS授时的准确性以及鲁棒性，可用于无线传感器网络各节点的协作信号检测以及定位数据采集等方面。

Description

基于无线传感器网络的同步数据采集方法

技术领域

本发明属于通信技术领域，主要涉及无线通信中同步数据采集方法，具体是一种基于无线传感器网络的同步数据采集方法，可用于无线传感器网络中实现同步数据采集。

背景技术

现在通信中，无线传感器网络以其低功耗、低成本、分布式和自组织的特点逐渐成为信息感知研究的热点。传感器网络可实现数据的采集量化、处理融合和传输应用，目前已应用于军事、环境监测、工业控制等领域，无线传感器网络技术被评为对人类未来生活产生深远影响的十大新兴技术之首。

时间同步是无线传感器网络应用的重要组成部分，简单的理解就是把各地时间对齐，使各地在同一时刻具有相同的时间计量值。在无线传感网应用中，传感器节点通常需要协调操作共同完成一项复杂的传感任务。例如在目标追踪应用中，传感器节点将传感到的运动目标的位置、时间等信息发送给传感器网络中的首领节点，首领节点在对不同传感器发来的数据进行处理后便可获得目标的移动方向、速度等信息。为了能够正确监测事件发生的次序，传感器节点之间要求实现相对时间同步，比如，在火灾监测等应用中，事件自身的发生时间是相当重要的参数，检测***要求每个节点维持唯一的全局时间以实现整个网络的时间同步；在TDOA定位算法中，1ns的时间同步偏差将会引入0.3m的定位偏差；而在协作信号检测中，时间同步的偏差会导致节点检测不到不同时间点的信号，进而影响协作信号检测的精确度，因此时间同步是无线传感器网络正常工作的基本保障。无线传感器网络的时间同步实现一般可以分为两种方法：一种是基于节点GPS授时的时间同步，该方法时间同步精度高，一般为纳秒级，但成本较高；另一种是基于节点发送和接收的时间同步，该方法同步精度低，一般为微秒级，但成本较低。在协作信号检测及定位时，需要高精度级的时间同步，大多设计中采用为每个感知节点配备GPS接受模块的方式，利用GPS授时的方式，使各传感器节点与国际协调世界(UTC)同步，并最终实现无线传感器网络各节点之间的时间同步。但由于各感知节点布设环境以及硬件平台的差异性，各感知节点配备的GPS模块工作时，所能使用的卫星链路质量及数量不同，因而，各GPS模块在授时方面存在以下问题：

●各感知节点获取国际协调时间(UTC)的起始点不同；

●GPS授时易受环境影响不定时中断；

●GPS授时秒信息不连续。

这些问题的存在导致各感知节点的时间同步存在误差，会导致协作信号检测出现误时检测而性能下降，进一步会导致定位位置偏差大等结果。无线传感器网络中要获得高精度的时间同步需要解决GPS模块在授时方面存在的问题，以提高检测和定位性能。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中由于授时方面存在同步时间误差的问题，提供一种计时精确度高，感知节点不需复位，周期性自动时标更新的基于无线传感器网络的同步数据采集方法，并且为无线传感器网络的感知节点配备时标同步模块、时标维护模块、时标修正模块和自更新模块。同步数据采集包括如下步骤：

(1)各感知节点自带的GPS接收模块接收授时信息，将GPS授时信息赋给本地时标，时标同步模块开始工作。感知节点所接收的授时信息是通过对接收的数据包进行解析而得到的UTC。

(2)时标同步模块采用PPS(秒脉冲)和GPS授时信息的三次协调同步的方法对本地时标进行同步，若未完成三次协调同步，则则继续执行步骤(2)，若完成三次协调同步则继续下一步。

(3)感知节点的时标同步模块完成三次协调同步后，认定本地时标为该节点的当前时标，并进行下一步，同时时标维护模块以60MHz的计时频率对当前时标进行维护，维护是以60MHz为周期对秒信息进行加1处理，进而更新分钟信息、小时信息；并且该节点的时间自更新模块开始工作，感知节点在同步状态下正常工作40分钟后自动执行一次自更新，自更新即返回步骤(1)，重新接收GPS授时信息。

(4)时标修正模块对再次收到的GPS授时信息和当前时标进行对比，若时间信息一致，则进行下一步，同时本地时标维护模块继续对当前时标进行维护；若时间信息不一致，则返回步骤(1)，重新接收GPS授时信息。

(5)完成三次协调同步的感知节点将同步信息上传至管理中心，告知管理中心可以下发数据采集指令。

(6)管理中心下发数据采集指令，网关节点广播管理中心指令，感知节点无线接收该指令，并通过SPI口转发至FPGA。

(7)利用FPGA解析数据采集指令，得到管理中心要求的数据采集时间点。

(8)比较该时间点与各感知节点当前时标的先后顺序，若采集时间点超前于当前时标，则上报时间溢出错误，并返回步骤(6)；若采集时间点滞后于当前时标，则等待至采集时间点的前一秒，关闭接收机。

(9)等待下一次PPS的到来，并判断PPS状态的合法性，若合法则打开接收机，采集数据，若不合法则返回步骤(1)。感知节点数据采集的起始时间为管理中心要求的时间点后第一个PPS到来时。

(10)感知节点存储采集数据至指定空间，并发送中断告知ARM。

本发明采用PPS和GPS授时信息的三次协调同步的方法完成各感知节点时间同步，利用加窗的方法判定PPS状态合法性确保时间同步，用高速时钟对本地时标进行维护，并且实时判断是否对当前时标修正，自更新模块以40分钟为间隔自动对本地时标自更新，降低了无线传感器网络中因存在GPS授时问题而导致的时间同步误差，确保了传感网络中各感知节点采集数据时的时间同步。

本发明的实现还在于利用PPS和GPS授时信息三次协调同步的方法，该方法的具体步骤为：

2.1)在PPS到来时，判定PPS状态的合法性，在允许的时间窗长范围内收到PPS，则PPS状态合法，PPS和GPS授时信息完成一次协调同步，计数器加1，执行步骤2.2)；若PPS状态不合法，则等待下一次PPS到来，计数器归零，返回执行步骤2.1)，即重复该步骤。

2.2)对计数器的数值进行判定，当其值为3时，则认为PPS与GPS授时信息三次协调同步，并认为已完成三次协调同步的各节点时间同步，继续下一步即认定本地时标为该节点的当前时标；当其数值不为3时，返回执行步骤2.1)。

该方法采用PPS和GPS授时信息的三次协调同步，形象的称之为三次“握手”，在三次“握手”之后能保证该感知节点正确接收GPS信息，同时确保了各节点之间的时间与UTC同步，进而能保证各节点在时间同步的情况下采集数据。

其次本发明的实现还在于对PPS的状态合法性判定时采用加窗处理的方法，其具体实施步骤为：

a、设定首次收到PPS的时间点为时间基准点T；

b、以T+1的时间点为中心，向左向右加长度相等的时段形成时间窗；

c、判定下一次PPS的到来时间点是否在该时间窗内，若下一次PPS的到来时间点不在该窗内则不合法，再以此次PPS到来的时间点为时间基准点T，返回步骤b执行加窗操作；若在该窗内则认定PPS状态合法；

d、对T+2的时间点返回执行步骤b中的加窗操作，以此类推实现对T+3、T+4…T+n时间点的PPS状态合法性判定。

在实际使用过程中，GPS接收模块接到的PPS会有超前或滞后，并且数据采集起始时刻为管理中心要求的时间点后的第一个PPS到来时，为保证各感知节点在时间同步下数据采集，不受硬件及环境因素的影响，所以采用加窗的方法，窗长为GPS接收模块允许的最大时钟偏差，进而对PPS的状态合法性进行判定，提高同步数据采集的成功率。

综上所述，本发明在配备一个管理中心，一个网关节点及多个感知节点的网络平台下，为每个感知节点配备GPS接收模块，通过采用PPS和GPS授时信息的“三次握手”和对PPS状态合法性判定采用加窗处理等方法，实现了各感知节点间的时间同步，完成同步数据采集，有效的解决了GPS授时存在的问题，提高授时的准确性以及鲁棒性，可用于无线传感器网络各节点的协作信号检测以及定位数据采集等方面。

本发明具有以下优点：

1.在节点自带的GPS模块获取到计时起始时间点后，本地时标维护模块开始工作，该模块的计时频率为60MHz，本发明的计时精确度能达到16.67ns。

2.数据采集的起始时间为管理中心要求的采集时刻之后的PPS到来时，而实际使用过程中发现PPS会超前或滞后于采集时刻，因此对PPS状态合法性判定时采用加窗方法，在窗长的范围内收到PPS则认为其状态合法，从而提高数据同步采集的成功率。

3.由于本地恒温晶振存在温漂现象，GPS接收模块存在允许的最大时钟偏差，在用60MHz时钟对本地时标维护的情况下，PPS每秒会相对于本地时标有一定的偏移，为保证PPS状态的合法性，本发明每40分钟自动进行时标更新以保证时间同步。

4.本发明利用PPS修正值，裁剪数据，达到不同节点间数据的完全同步。

5.由于本发明多次利用PPS和数据包，可以不再需要复位，即可解决首次授时出错的问题。

附图说明

图1是本发明的同步数据采集流程图；

图2是本发明无线传感器网络构成示意图，也是各感知节点首次授时示意图；

图3是本发明感知节点的本地时标来源流程图；

图4是本发明当前时标修正流程图；

图5是本发明各感知节点时钟同步完成情况示意图；

图6(1)是本发明仿真时标维护模块无分钟进位的时间信息变化图；

图6(2)是本发明仿真时标维护模块有分钟进位的时间信息变化图；

图7是本发明仿真自更新模块执行更新的时间信息变化图；

图8是本发明实现同步数据采集时各感知节点分布图；

图9(1)、图9(2)是本发明在信号符号速率为200K，强度为24.65dBm情况下，采集数据经去直流分量和下变频的时域图；

图10(1)、图10(2)是本发明在信号符号速率为50K，强度为18.56dBm情况下，采集数据经去直流分量和下变频的时域图。

具体实施方式

实施例1：

本发明是一种基于无线传感器网络的同步数据采集方法，在无线传感网应用中，传感器节点通常需要协调操作共同完成一项复杂的传感任务，比如时间上若有微秒级的误差会导致定位***的精确度，不同的时偏会影响到信号的准确度。

本发明采用FPGA和ARM相结合的硬件平台，由于FPGA与ARM之间采用32位EBI(External Bus Interface)总线进行数据传输，传输频率可达133MHz，吞吐效率极高，因此FPGA与ARM之间的数据传输不需要将数据进行分包或重组，进而在进行频谱数据、定位数据或者检测数据的上传时，可以在整包数据的包头添加时标信息。该无线传感器网络由一个管理中心、一个网关节点以及多个感知节点构成，为每个感知节点配备时标同步模块、时标维护模块、时标修正模块和自更新模块，以完成和确保各节点间的时间同步，感知节点简称节点。利用该网络结构实现同步数据的采集，参见图1和图2，同步数据采集方法包括：

(1)各感知节点自带的GPS接收模块接收授时信息，该授时信息包括两路：一路为PPS即秒脉冲信号，另一路为数据包，其中对数据包进行解析得到国际时间标准(UTC)和经纬度信息，UTC是以年月日时分秒信息表示的，即为本发明中的GPS授时信息。因为感知节点的环境、安装位置等因素会导致每一个感知节点所接收到的起始授时信息或相同或有所不同，参见图2所示。感知节点中的时标同步模块通过时标信息来源选择器将接收到的GPS授时信息赋给感知节点的本地时标，时标同步模块开始工作，参见图3所示。此时感知节点为初始状态，开始准备时间同步，等待PPS的到来。

(2)时标同步模块对PPS(秒脉冲)和GPS授时信息进行三次协调同步，实现本地时标与GPS同步，若未完成三次协调同步，则继续执行步骤(2)，若完成三次协调同步则继续下一步。

三次协调同步的方法如下：

2.1)在PPS到来时，判定PPS状态的合法性，在允许的时间窗长范围内收到PPS，则PPS状态合法，PPS和GPS授时信息完成一次协调同步，计数器加1，执行步骤2.2)；若PPS状态不合法，则等待下一次PPS到来，计数器归零，返回执行步骤2.1)，即重复该步骤。

2.2)对计数器的数值进行判定，当其值为3时，则认为PPS与GPS授时信息三次协调同步，并认为已完成三次协调同步的各节点时间同步，继续下一步即认定本地时标为该节点的当前时标；当其数值不为3时，返回执行步骤2.1)。

本发明设定三次协调同步是为了消除由于节点位置和环境的影响而导致的PPS接收误差，是根据实际数据采集时优选出来的。

其中，对PPS状态合法性判定时采用如下方法：

a、设定首次收到PPS的时间点为时间基准点T。

b、以T+1的时间点为中心，向左向右加长度相等的时段形成时间窗。

c、判定下一次PPS的到来时间点是否在该时间窗内，若下一次PPS的到来时间点不在该窗内则不合法，再以此次PPS到来的时间点为时间基准点T，返回步骤b执行加窗操作；若在该窗内则认定PPS状态合法。

d、对T+2的时间点返回步骤b，执行步骤b中的加窗操作，依次类推实现对T+3、T+4…T+n时间点的PPS状态合法性判定。

本发明数据采集的起始时间为管理中心要求的采集时刻之后的PPS到来时，而实际使用过程中发现PPS会超前或滞后于采集时刻，因此对PPS状态合法性判定时采用加窗方法，在窗长的范围内收到PPS则认为其状态合法，从而提高数据同步采集的成功率。

在时间同步的具体操作上，不可能达到绝对的同步，本发明设定了加窗操作使得该同步方法得以实现和可操作性。同时会消除由于节点位置和环境的影响而导致的PPS接收误差，使PPS最终能正确接收。

(3)感知节点的时标同步模块完成三次协调同步后，认定本地时标为该节点的当前时标，此时该节点完成与GPS的时间同步，在此同时本发明启动维护、自更新和修正模块开始工作，将修正作为下一步，本步骤中同时要启动自更新模块计时开始，在40分钟以内，感知节点继续对当前时标进行维护，时标修正模块时刻判定是否需要修正当前时标，同时感知节点在同步的情况下可以进行数据采集，即感知节点在同步状态下正常工作，40分钟后执行一次自更新，自更新即返回步骤(1)，重新接收授时信息。本步骤中同时还要启动时标维护模块开始工作，具体时标维护是以60MHz的计时频率对当前时标进行维护，以60MHz为周期对秒信息进行加1处理，进而更新分钟信息、小时信息。

GPS接收模块允许的最大时钟偏差(τ)为2.72ms，在用60MHz时钟(T_维护)维护的情况下，PPS每秒会偏移63个计时点(τ_偏移)，由下式可知：

在此更新周期下，能保证PPS的状态合法性，确保时间同步。

(4)时标修正模块对再次收到的GPS授时信息和当前时标进行对比，若时间信息一致，则进行下一步，同时本地时标维护模块继续对当前时标进行维护，若时间信息不一致，则返回步骤1，重新接收GPS信息，继续实现节点的时间同步，如图4。

步骤(1)到步骤(4)是感知节点时间同步状态转移过程，开始准备时间同步，等待PPS的到来；接着进行三次“握手”，实现感知节点的本地时标与GPS同步；同步后计时判定是否进入更新状态，若更新则等待PPS到来更新本地时标。

(5)完成三次协调同步的感知节点将同步信息上传至管理中心，告知管理中心可以下发数据采集指令，如图5。

(6)管理中心下发数据采集指令，网关节点广播管理中心指令，感知节点无线接收该指令，并通过SPI口转发至FPGA；。

(7)FPGA解析数据采集指令，得到管理中心要求的数据采集时间点。

(8)比较该时间点与各感知节点当前时标的先后顺序，若采集时间点超前于当前时标，则上报时间溢出错误，并返回步骤(6)；若采集时间点滞后于当前时标，则等待至采集时间点的前一秒，关闭接收机。

(9)因为数据采集的起始时间为管理中心要求的时间点后第一个PPS到来时，所以此时感知节点等待下一次PPS的到来，并判断PPS状态合法性，这里判定PPS状态合法性的方法同步骤(2)中的判定方法。若状态合法则打开接收机，采集数据，若状态不合法则返回步骤(1)，重新进行感知节点的同步，进而进行数据采集。

(10)感知节点存储数据至指定空间，并发送中断告知ARM。

本发明是一个基于无线传感器网络的同步数据采集方法，本发明在实施数据采集之前首先对各感知节点的时间进行同步，保证数据的同步性，有更高的精度，具有更大的应用前景和应用领域。

实施例2：

基于无线传感器网络的同步数据采集方法同实施例1，本发明的效果还可以通过下面的仿真实例进一步证明：

在Quartus II中使用VHDL语言实现时标同步模块、时标维护模块、时标修正模块和自更新模块的功能，利用VWF(Vector Wave File)文件对各模块功能进行仿真。

仿真时标维护模块无分钟进位的时间信息变化，仿真结果如图6(1)所示。

从图6(1)可以看出，大约在650ms时实现了PPS和GPS授时信息三次协调同步，从同步时刻开始时标维护模块开始工作，用60MHz对当前时标进行维护，计时精确度能达到16.67ns，秒信息以1为间隔递加，图6(1)中时间信息无分钟进位的情况，时标维护模块保证了感知节点中时间信息的准确性。

本发明采用了多途径对时间进行同步，包括三次协调同步，包括加窗处理，实现了数据采集前的高精度的时间同步，保证了数据采集的精确度。

实施例3：

基于无线传感器网络的同步数据采集方法同实施例1和例2，本发明的效果还可以通过下面的仿真实例进一步证明：

仿真时标维护模块有分钟进位的时间信息变化，仿真结果如图6(2)所示；

从图6(2)可以看出，大约在650ms时实现了PPS和GPS授时信息三次协调同步，从同步时刻开始时标维护模块开始工作，用60MHz对当前时标进行维护，计时精确度能达到16.67ns，秒信息以1为间隔递加，图6(2)中时间信息有分钟进位的情况，时标维护模块保证了感知节点中时间信息的准确性。

实例例4：

基于无线传感器网络的同步数据采集方法同实施例1-3，本发明的效果还可以通过下面的仿真实例进一步证明：

仿真时标更新模块执行更新的时间信息变化，仿真结果如图8所示

从图7可以看出，感知节点中当前时标信息与GPS授时信息不一致时，即当前时标信息为36s时，GPS授时信息为37s，这时两者不一致，则进行时标更新，由于37秒时未接收到GPS授时信息，所以等待下一次PPS到来，即在38s时更新使两者一致。时标更新模块保证了感知节点中时间信息的准确性。

实施例5：

基于无线传感器网络的同步数据采集方法同实施例1，本发明的效果还可以通过下面的具体实施效果进一步证明：

一、实现条件

本发明采用5个节点进行协作定位测试，其中包括1个网关节点和4个感知节点，网关节点处放有信号发射源，感知节点通过无线接收发射的信号。网关节点和感知节点分布位置如图8所示。在多径衰落和相移影响较小的环境下，信号源发射强度变化范围：18dBm～25dBm，调制方式为QPSK，符号速率变化范围：50K～1M，采集数据有效长度为65532，在不同带宽下进行定位数据采集。

二、实现结果

信号符号速率为200Kbps，强度为24.65dBm，经去直流分量和下变频的采集数据时域图。

三、结果分析

从图9(1)中可以看出，经去直流分量后，各组数据的大体趋势一样，从任何一组数据看，中间幅值较小的点为相位变化点，并且从图9(2)下变频后的图形可以看出。而纵观四组数据起始段，其相位和幅度不同，这是由于各感知节点距信号发射源的距离不同所致，所以可以判断各感知节点是在同一时刻开始数据采集的。

实施例6：

基于无线传感器网络的同步数据采集方法同实施例1和实施例5，本发明的效果还可以通过下面的具体实施效果进一步证明：

信号符号速率为50Kbps，强度为18.56dBm，经去直流分量和下变频的采集数据时域图。

从图10(1)中可以看出，经去直流分量后，各组数据的大体趋势一样。由于发送符号速率比较低，图10(2)没能完全表示出一个码元。纵观四组数据起始段，其相位和幅度不同，这是由于各感知节点距信号发射源的距离不同所致，所以可以判断各感知节点是在同一时刻开始数据采集的。

根据多次数据采集统计结果，每组数据的相差表现在时域上最大仅为10个采样点左右，采样频率为60MHz，两节点之间的最大的距离为356m，对应在采集的数据上应该约为7个采样点，所以最大同步误差约为50ns。

本发明已达到同步数据采集的效果，并且同步误差很小，因此本发明在无线传感器网络各节点的协作信号检测以及定位数据采集等方面有着很强的应用价值。

综上，本发明公开了一种基于无线传感器网络的同步数据采集方法，主要解决由于GPS授时误差而导致的检测、定位误差等问题。本发明采用PPS和GPS授时信息的三次协调同步完成各感知节点时间同步，用加窗方法判定PPS状态合法性确保时间同步，用高速时钟对本地时标维护，实时判断是否对当前时标修正，每40分自动更新；FPGA解析管理中心要求的采集时间点，若此点超前当前时标，上报时间溢出错误，告知管理中心重新下指令；若滞后当前时标，等待采集时间点的前一秒关闭接收机；在管理中心要求的时间点，打开接收机采集数据。本发明有效的提高了无线传感器网络中感知节点GPS授时的准确性以及鲁棒性，可用于无线传感器网络各节点的协作信号检测以及定位数据采集等方面。

Claims (3)

1.一种基于无线传感器网络的同步数据采集方法，其特征在于：为无线传感器网络中的感知节点配备时标同步模块、时标维护模块、时标修正模块和自更新模块，同步数据采集包括如下步骤：

(1)各感知节点自带的GPS接收模块接收授时信息，将GPS授时信息赋给本地时标，时标同步模块开始工作；

(2)时标同步模块对PPS(秒脉冲)和GPS授时信息进行三次协调同步，实现本地时标与GPS同步，若未完成三次协调同步，则继续执行步骤(2)，若完成三次协调同步则继续下一步；

(3)感知节点的时标同步模块完成三次协调同步后，认定本地时标为该节点的当前时标，并进行下一步，同时时标维护模块以60MHz的计时频率对当前时标进行维护，并且该节点的自更新模块开始计时，感知节点在同步状态下正常工作40分钟后执行一次自更新，自更新即返回步骤(1)；

(4)时标修正模块对再次收到的GPS授时信息和当前时标进行对比，若时间信息一致，则进行下一步，同时本地时标维护模块继续对当前时标进行维护；若时间信息不一致，则返回步骤(1)；

(5)完成三次协调同步的感知节点将同步信息上传至管理中心，告知管理中心可以下发数据采集指令；

(6)管理中心下发数据采集指令，网关节点广播管理中心指令，感知节点无线接收该指令，并通过SPI口转发至FPGA；

(7)FPGA解析数据采集指令，得到管理中心要求的数据采集时间点；

(8)比较该时间点与各感知节点当前时标的先后顺序，若采集时间点超前于当前时标，则上报时间溢出错误，并返回步骤(6)；若采集时间点滞后于当前时标，则等待至采集时间点的前一秒，关闭接收机；

(9)等待下一次PPS的到来，并判断PPS状态的合法性，若合法则打开接收机，采集数据，若不合法则返回步骤(1)；

(10)感知节点存储采集数据至指定空间，并发送中断告知ARM。

2.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的同步数据采集方法，其特征在于：步骤(2)中所采用的PPS和GPS授时信息的三次协调同步的方法，其具体协调同步方法如下：

2.1)在PPS到来时，判定PPS状态的合法性，在允许的时间窗长范围内收到PPS，则PPS状态合法，PPS和GPS授时信息完成一次协调同步，计数器加1，执行步骤2.2；若PPS状态不合法，则等待下一次PPS到来，计数器归零，再次执行步骤2.1；

2.2)对计数器的数值进行判定，当其值为3时，则认为PPS与GPS授时信息三次协调同步，并认为已完成三次协调同步的各节点时间同步，继续下一步即认定本地时标为该节点的当前时标；当其数值不为3时，返回执行步骤2.1。

3.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的同步数据采集方法，其特征在于：步骤(2)、步骤(9)中在判定PPS状态合法性时采用加窗处理方法，其具体判定步骤包括：

a、设定首次收到PPS的时间点为时间基准点T；

b、以T+1的时间点为中心，向左向右加长度相等的时段形成时间窗；

c、判定下一次PPS的到来时间点是否在该时间窗内，若下一次PPS的到来时间点不在该窗内则不合法，再以此次PPS到来的时间点为时间基准点T，返回步骤b执行加窗操作；若在该窗内则认定PPS状态合法；

d、对T+2的时间点返回步骤b，执行步骤b中的加窗操作，依次类推实现对T+3、T+4…T+n时间点的PPS状态合法性判定。