一种LEACH协议的改进方法.pdf

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1、a叶技2014年第27卷第5期ElectronicSei．＆Tech．／May．15．2014一种LEACH协议的改进方法李辉，彭珍瑞，董海棠(兰州交通大学机电工程学院，甘肃兰州730070)摘要针对无线传感网络中如何有效平衡节点的能量分布，文中在LEACH协议的基础上，提出了一种改进方法，在选取簇头时，考虑簇头在监测区域的平均分布，判断簇头间的距离，大于某一阈值，则确定簇头选取成功。同时将改进后的协议与原LEACH协议进行仿真比较，结果表明，改进后的协议可更有效地进行能量平衡，且到达了延长网络寿命的目的。关键词无线传感网络；LEACH协议；簇头选取；Matlab仿真中图分类号TN

2、926文献标识码A文章编号1007—7820(2014)05—172—04AnImprovedLEACHAlgorithmUHui．PENGZhenrui，D0NGHaitang(SchoolofMechanicalandElectricalEngineering，LanzhouJiaotongUniversity，Lanzhou730070，China)Abstract，I'llepaperputsforwardanimprovedalgorithmoftheLEACHinwirelesssensornetworktoefectivelybalanceenergyofnodes．

3、Clusterheadsareselectedifthedistancebetweenclusterheadsisgreaterthanacertainthreshold，sincetheclusterheadsaredistributedevenlyinthemonitoringarea．ThenacomparisonismadeoftheimprovedalgorithmoftheLEACHwiththeLEACHintheaspectofenergyconsumption．SimulationresultsshowthattheimprovedalgorithmoftheLE

4、ACHissuperiorinbalancingenergyofnodesandextendingthenetworklife．Keywordswirelesssensornetwork；LEACH；clusterheadelection；Matlabsimulation无线传感器网络作为目前研究领域的前沿，集合点时存在随机性，使得分簇不均，从而导致网络中通信了无线通信技术、分布式计算技术和传感器技术等，充能耗不同，造成节点能量分布不均，影响网络寿命。对分体现了多学科交叉融合⋯。无线传感网络中存在着于这一问题，从簇头选取的方面进行改进，达到延长网大量的有感知、运算和数据传输功能的网

5、络节点，进行络寿命的目的[。实时监测和采集数据信息，并将这些信息通过无线方1LEACH协议式利用自组织的多跳网络传送到基站u2J。鉴于无线传感网络多适用于不利布线及较为恶劣应用环境，多数1．1LEACH协议的简介无线传感网络中节点采用电池供电，能量供给有限L3J。LEACH协议是由Heinzelman首先提出应用于无因此，无线传感网络的网络协议中如何节能便成为了线传感网络的第一个分簇算法，协议成簇如图1所示。目前研究的重点。低功耗自适应集簇分层型协议LEACH(LowEnergyAdaptiveClusteringHierarchy)作为第一个应用于无线传感网络的分簇算法，在其基础

6、上衍生了众多分簇路由协议j。分簇的基础是在网络中，将所有节点划分为多个簇，每个簇中均有一个簇头(ClusterHead)，簇中的其他节点被称为簇成员(ClusterMember)，簇头接收簇成员送来的采集信息，进行数据融合，并送到基站节点J。LEACH协议就是通过上述这种数据融合及图1LEACH协议成簇数据转发机制，从而减少了数据的传输量和传输距离，在LEACH中，与普通节点相比，簇头节点需承受以达到节能的目的。由于LEACH协议在选取簇头节数据融合及转发的双重任务，能量负载较高，且消耗较快。所以为了平衡网络节点间的能耗，同时避免簇头收稿日期：2013一l1．13节点的过早死亡，采

7、用周期性选取簇头的方法，定义作者简介：李辉(1990一)，男，硕士研究生。研究方向：检测技术与自动化装置。E—mail：xiao12353471@sina．cn“轮”(Round)的概念，即每轮选取一次簇头，而每轮又172——www．dlanzik~ji．org孕辉，等：一种LEACH协议的改进方法由簇准备阶段与稳定阶段组成，簇准备阶段的时间和d。时，采用自由空间模型计算，能耗与距离的平方成稳定的时间总和称为一轮。正比，而当d>d。时，采用多路衰减模型计算，能耗与在簇