随着无线网络技术的快速发展,无线传感器网络是一种以数据为中心的自组织无线网络。网络中的节点密集,数量巨大且部署在十分广泛的区域;网络拓扑结构动态变化,网络具有自组织和自调整的特点。时钟同步技术作为无线传感器网络的一项支撑技术,对无线传感器网络的应用是至关重要的应用。由于传感器节点(本文采用ZigBee节点)受到能量,成本等因素的限制,传统网络中的时钟同步算法显然不能满足无线传感器网络的要求。因此,在满足一定的时钟同步精度的要求下,设计一种高效节能的传感器网络时钟同步算法是本文研究的重点。在ZigBee这个新技术中,对于需要通过休眠机制来降低功耗,同时又要保证各设备协同工作的ZigBee网络来说,时钟同步显得更为重要,它为系统中的每个设备提供正确的时钟信息,提高系统的传输质量和效率。本论文对IEEE 802.15.4/ZigBee的协议栈做了分析,全面深入地对现存的几种主要的无线传感器时钟同步算法做了研究分析,总结了这些算法的优缺点。本文重点针对ZigBee技术特点,利用ZigBee技术中判定两个节点之间的距离的RSSI(Received Signal Strength Indicator,接收信号强度指示)参数选取出ZigBee节点单跳通信距离范围内边缘地带的节点作为与下层节点联系的路由节点。在单跳通信距离范围内其它节点仅作为普通节点(即在同步过程中不起路由功能的节点,仅与其上层的路由节点达到同步)。在此基础上,本文提出了一种减少同步过程中的路由节点数量算法,路由节点之间相对于路由节点与普通节点之间同步过程所需的消息交换次数要多,从而节省了时钟同步时所需的信息交换次数,大大降低了同步所需的通信开销,延长了ZigBee节点在同步应用中的工作寿命。本文在Linux环境下,基于开放源代码的Network Simulation 2软件,构建了一个网络仿真平台,对本文所采用的改进算法、TPSN算法和STSP算法进行了仿真,给出了三种算法的仿真结果对比,改进算法的性能得到了成功验证。基于Jennic公司的JN5121-ZigBee控制器和BOS(Basic Operation System)的基本操作系统搭建了实验开发平台,在平台上实现了本文提出的改进无线传感器网络时钟同步算法,并在自己组建的简易无线传感器网络上实现了时钟同步应用。在准备实验过程中作者还设计和制作了一个ZigBee设备的UART口与普通PC机的串口RS-232通信模块和一个串口输入八个串口输出的转换器。在文中介绍了该平台的设计方法,实验过程和测试结果。