一種基于LEACH的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的研究與改進.pdf

1、隨著微機電系統(tǒng)(MEMS，Micro-Electro-Mechanical System)、片上系統(tǒng)(SoC: System-on-a-chip)、無線通信(Wireless Communication)和低功耗嵌入式技術(shù)（Low-power Embedded Technology）的快速進步，催生出了WSNs(WirelessSensor Network)，因其具有低功耗、低成本、分布式和自組織等特點，從而帶來了數(shù)據(jù)感知、信息采集和工

2、業(yè)控制的一場全新變革。它是由很多具有監(jiān)測、計算和通訊能力的微型傳感器節(jié)點構(gòu)成，這些節(jié)點自組織成網(wǎng)絡(luò)，共同完成監(jiān)測。WSNs被大量應(yīng)用到軍事偵查、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療衛(wèi)生、空間探測等領(lǐng)域，使人們無論何時何地都能獲得大量有用的信息。伴隨著科學(xué)技術(shù)的迅速進步，WSNs將會因其巨大的潛力和廣泛的應(yīng)用前景成為21世紀最有影響力的技術(shù)之一。
　　本文首先詳細介紹WSNs及其體系結(jié)構(gòu)，簡述了WSNs的應(yīng)用及前景，然后介紹了WSNs的關(guān)鍵技術(shù)，緊接著接

3、著論述了一些經(jīng)典的路由策略，并對所提及的算法做了深入的研究以及比較。之后引入LEACH算法及其各種改進算法，在它們的基礎(chǔ)上，針對LEACH算法存在的不足之處，本文首先提出多跳改進算法LEACH-App1和簇頭選舉改進方法LEACH-App2并對其進行了仿真。之后對二者進行取長補短融合出一種能量均衡、非均勻分簇和簇間單跳與多跳相結(jié)合的WSNs簇路由協(xié)議LEACH-EUMC(energy-balanced unequal multi-hop

4、 clusteringrouting protocol)。在LEACH-EUMC中首先分析了最優(yōu)簇頭數(shù)的定義，避開了因區(qū)域里簇頭數(shù)過多或過少引發(fā)的能量消耗不均衡問題。其次，競選簇頭時另外添加了節(jié)點能量和位置因子，加入到閾計算過程中，使簇頭分布更加均勻。最后，本文重新設(shè)計了通信方式，簇內(nèi)采用單跳傳輸，簇間采用單跳與多跳相結(jié)合的通信方式，避免遠距離單跳通信。
　　本文采用MATLAB進行仿真，對比LEACH、SEP、LEACH-C、L