基于leach无线传感器网络路由协议的研究及改进

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1、摘要无线传感器网络是一种新兴的信息获取技术，它被认为是21世纪高技术领域四大支柱产业(传感器网络、效用计算、仿生人体器官、塑料电子学)之一，将在军事、医疗、环境监测、深空探测等领域都具有极为广阔的应用前景。但是，无线传感器网络有限能量成了它发展最大的瓶颈。因此设计能够有效节约能源，延长网络生命周期的路由协议成了无线传感器网络研究的一个重点。本文对现有的无线传感器网络路由协议进行了详细的分析，并着重研究了LEACH协议。针对LEACH协议的局限性，本文引入了K—medoids算法改进传统的LEACH协议。本文主要工作如下t(1)详细地介绍了无线传感

2、器网络的概念、国内外发展现状、体系结构和应用背景等。(2)介绍和分析了无线传感器网络的几种路由协议和算法，包括Flooding，SPIN，DD，LEACH，TEEN等。(3)分析了传统LEACH协议的优缺点，并对LEACH协议的局限性进行了仿真，分析其仿真结果。(4)在分簇选簇首阶段采用K．medoids算法代替随机选簇首的方案，从而使得整个网络能耗降低，延长生命周期。并用matlab仿真分析。关键字：无线传感器网络路由协议LEACH簇K-medoidsAbstractWirelessSensorNetworkisanewanddevelopin

3、ginformationaccesstechnologywhichisconsideredtobeoneofthefourpillarindustriesofhightechnologyfields(sensornetwork,utilitycomputing，thebionichumanorgans，plasticelectronics)inthe21stcentury，ithasprospectdeeplyinmanyfields．Butthefeaturethattheenergyofwirelesssensornetworksislimi

4、tedbecomesthebiggesthindrances．Itisthekeypointtosavepowerandprolongthelifetimeofnetworkintheresearchofwirelesssensornetwork．Basedontheanalysisofexistingwirelesssensornetworkroutingprotocol，thisessayespeciallyfocusesontheLEACHprotoco1，andpointingtoLEACHdefects，thisessayadoptk-

5、medoidstoimprovethetraditionalLEACHprotocol，andit’Smainworkinclude：(1)DetailedintroducedtheWSNanditsdevelopmentstatus．(2)Introduceandanalyzesomeoftheexistingroutingprotocols，includesFlooding，SPIN，DirectedDiffusion，LEACH，TEEN，ere．(3)AnalyzesindetailthemechanismoftheclassicLEAC

6、Hclusteringroutingprotocols，andsimulatewitllMATLAB．(4)Adoptk-medoidstochoosecluster-heads，andthenhaveasimulationwithMATI，AB．Keywords：wirelesssensornetworkroutingprotocolLEACHClusterK．medoids第一章引言1．1课题背景随着通信技术、传感器技术和嵌入式计算技术的快速发展，许多具有通信能力、感知能力和数据计算处理能力的微型传感器节点在各应用领域中广泛应用。由这些微型传

7、感器节点构成的无线传感器网络(WSN，WirelessSensorNetwork)在军事、环境、商业、医疗等领域有广阔的应用前景，已经引起了人们的极大关注【l】。2003年，美国麻省理工学院的《技术评论》杂志(TechnologyReview)将传感器网络列为将会对人类未来产生深远影响的十大新兴技术之首【2】；同年，美国《商业周刊》(BusinessWeek)也发表评论：传感器网络将成为2l世纪高技术领域四大支柱产业(传感器网络、效用计算、仿生人体器官、塑料电子学)之一。无线传感器网络是由部署在其监测区域内的大量微型传感器节点构成，通过无线通信的

8、方式形成的一个多跳自组织网络系统。它是种特殊的Ad—hocl31网络，综合了传感器技术、分布式信息处理技术、嵌入式计算技术和无线通信技术