无线传感器网络是一种特殊的Ad-hoc网络,是由大量节点以无线自组织的方式通信的分布式网络,凭借其廉价、自组织、能在恶劣环境下工作等优势引起了学术界和工业界的高度重视。时间同步技术是无线传感器网络的重要支撑技术。在无线传感器网络的应用中,如果没有时间一致性的保证,传感器节点采集的数据将是没有任何意义的。如数据融合、定位、目标跟踪、网络管理等应用都需要传感器节点间的时钟保持同步。由于传感器节点能量、价格和体积等方面的约束,传统的时间同步机制如NTP和GPS不适用于无线传感器网络,所以修改或重新设计满足实际需要的无线传感器网络时间同步机制具有非常重要的现实意义。首先,本文对无线传感器网络时间同步技术的研究现状做了总结,接着阐述了与时间同步相关的技术基础,包括节点的时钟模型、造成节点同步误差的关键因素以及实现同步的基本原理等,并对几种典型的时间同步算法进行了分析与比较,概括了衡量时间同步算法的性能指标。其次,在对现有时间同步算法进行分析研究的基础上,针对TPSN协议随着层次数增多累计误差增加的问题,提出了一种基于分簇的链同步多跳TPSN时间同步算法(Timing-Sync Protocol for Sensor Networks of Chain,C-TPSN),通过将网络分簇且采用链同步的方式实现簇头间以及簇头与簇成员间的全网时间同步,并探究了如何设置簇深度,才能更好地实现同步误差与消息开销的均衡问题。针对大规模传感器网络节点能耗过高的问题,提出了自适应同步周期的多跳TPSN时间同步算法(Timing-Sync Protocol for Sensor Networks of Adaptive Interval Synchronization,Adapt-TPSN),通过设置一个期望的同步误差阈值,当上一次同步后节点的同步误差小于设定的阈值,则增大节点下一次的同步周期,反之,则减小下一次的同步周期,通过调整节点的同步周期,从而减少不必要的消息开销。最后将算法在NS-2仿真平台上进行了实现,并从同步误差和消息开销方面对算法进行了性能测试。结果表明,改进算法C-TPSN能够很好地解决TPSN协议随着层次数增多累计误差增加的问题,实现更好的同步,Adapt-TPSN算法能够在满足同步精度的前提下降低消息开销。