时间同步是无线传感器网络的关键技术之一。基于定时响应的时钟同步估计方法是近年来备受关注的新型时钟同步方法,该同步机制在实现同步的过程中,不需要专门的同步报文携带时间戳进行交互,在普通的数据包收发过程便可获得时钟同步参数的估计量。因此,基于定时响应的时间同步方法具有同步开销低、安全性高、易于把时间同步参数估计嵌入到现有网络流量中等优势。但是,目前所提出的免时间戳时间同步协议需要跟随数据包,相应的同步参数估计器主要采用最小二乘法围绕跟随数据包模型展开。针对上述问题,本文提出了一种基于序列号映射的定时响应时间同步方法,具有免时间戳交互、无需跟随数据包、易于与现有工业无线传感网集成的特点,并采用最大似然估计法推导获得了其在高斯随机时延模型下的时钟同步参数估计器。主要工作如下:1.对时间同步的时钟模型、影响时间同步的时延、工业无线传感网三大主流标准、各类时间同步方法、基于定时响应的时间同步需要跟随数据包的本质原因进行分析。2.针对现有的免时间戳时间同步方法,需要响应附加的同步跟随数据包,不易集成到现有的工业无线传感网的问题,提出一种基于序列号映射的定时响应时间同步方法。考虑到基于时隙的工业无线传感网普遍采用确认帧机制,将免时间戳同步过程嵌入到普通数据包收发及确认过程中,提出一种基于数据包序列号映射确认帧定时响应时间间隔的机制,消除了现有的免时间戳时间同步方法对跟随数据包的依赖,进一步降低了同步开销且易于集成到ISA100.11a等工业无线传感网中。在随机时延满足高斯分布的场景下,建立基于定时响应的同步过程数学模型,求得时钟相对频率偏移、固定时延的最大似然估计器,并推导相应的克拉美罗下限CRLB作为评价估计器性能的参考指标。3.对所提出的时间同步估计算法的性能采用蒙特卡洛仿真方法进行验证,并与相关的时间同步方法进行了通信开销等对比分析。仿真结果表明,所提估计器的最小均方差MSE曲线接近其CRLB,验证了估计器的有效性。本文所提出的基于定时响应的时钟同步估计方法,能够以极低同步开销,达到需要跟随数据包的免时间戳同步方法的性能,对实际工业无线传感网时钟同步技术的发展具有一定参考价值。