基于LEACH協(xié)議的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議改進(jìn)算法.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的能源問題是現(xiàn)在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展緩慢的原因之一，而改善網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議是改進(jìn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的重要途徑;具體而言，可以提高節(jié)點(diǎn)的計(jì)算能力和存活能力，減少節(jié)點(diǎn)能量的損耗，來延長(zhǎng)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的壽命。
　　目前已經(jīng)有很多學(xué)者從事相關(guān)的研究工作，提出了許多相關(guān)的協(xié)議算法，并取得了一定的進(jìn)展。傳統(tǒng)的LEACH算法每輪都要分簇，而且是在全網(wǎng)范圍內(nèi)選擇簇頭。本文提出的基于LEACH協(xié)議的改進(jìn)算法只進(jìn)行一次分簇，之后的周期中，在每個(gè)分好

2、的簇內(nèi)選擇新的簇頭，有效降低了節(jié)點(diǎn)的能源消耗;另外，在簇內(nèi)范圍選擇簇頭時(shí)，本文提出的改進(jìn)算法綜合考慮了節(jié)點(diǎn)的剩余能量、節(jié)點(diǎn)密度和節(jié)點(diǎn)與基站之間的距離。
　　本文主要工作如下:
　　(1)選用聚類算法分簇。本文采用迭代自組織數(shù)據(jù)分析算法(ISODATA)對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行聚類，將傳感器網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)分成面積不等的若干個(gè)簇，分簇完成之后，保持節(jié)點(diǎn)所屬的簇不變，在后期數(shù)據(jù)傳輸過程中不再重復(fù)分簇。傳感器網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行一段時(shí)間后，在

3、各簇內(nèi)選出某個(gè)節(jié)點(diǎn)作為該簇的簇頭。這樣的改進(jìn)不僅減少了傳統(tǒng)LEACH算法每輪簇頭選舉后重新分簇的時(shí)間和能量消耗，而且大大降低了節(jié)點(diǎn)等待全網(wǎng)簇頭廣播的時(shí)間和處理廣播消息的能量消耗。
　　(2)綜合考慮各方面因素進(jìn)行簇頭選擇。在簇頭選舉過程中，綜合考慮節(jié)點(diǎn)的剩余能量信息、節(jié)點(diǎn)密度和節(jié)點(diǎn)與基站節(jié)點(diǎn)之間的距離，這樣的簇頭選擇策略較傳統(tǒng)的簇頭選擇算法更有效。從而延長(zhǎng)了熱點(diǎn)區(qū)域的節(jié)點(diǎn)存活時(shí)間，提高了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的壽命。
　　(3)借助MAT

4、LAB模擬并完成仿真實(shí)驗(yàn)。對(duì)比最優(yōu)簇頭率下的LEACH算法和本文提出的改進(jìn)算法。
　　本文提出了的改進(jìn)路由算法，主要改進(jìn)點(diǎn)在于:
　　(1)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)工作期間只進(jìn)行一次分簇，之后的周期中，在每個(gè)分好的簇內(nèi)選擇新的簇頭。
　　(2)簇頭選擇時(shí)，將節(jié)點(diǎn)的剩余能量信息、節(jié)點(diǎn)密度和節(jié)點(diǎn)與基站節(jié)點(diǎn)之間的距離方面的信息進(jìn)行有機(jī)的整合，選出更優(yōu)的簇頭。
　　通過實(shí)驗(yàn)得出，本文所研究的改進(jìn)算法在各個(gè)方面較傳統(tǒng)的LEACH算法