【正文】 LEACH路 由算法中，使用的能量消耗公式是一階無線電模式，如圖 33 22 圖 33 無線通信模型 根據(jù)圖 33這種模式 ，傳感器節(jié)點發(fā)送 kbit 數(shù)據(jù)所消耗的能量為 () 傳感器節(jié)點接收 kbit 數(shù)據(jù)所消耗的能量為： 其中 Efs,Emp 是信號放大器的放大倍數(shù) ， d 是發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點之間的距離，定義 d0 為 d0= 。 23 仿真 該算法基本思想是：以循環(huán)的方式隨機選擇簇頭 節(jié)點 ，將整個網(wǎng)絡的能量負載平均分配到每個傳感器 節(jié)點 中，從而達到降低網(wǎng)絡能源消耗、提 高網(wǎng)絡整體生存時間的目的。 LEACH 算法簡介 LEACH 在運行過程中不斷的循環(huán)執(zhí)行簇的重構過程，每個簇重構過程可以用回合的概念來描述。每個回合可以分成兩個階段：簇的建立階段和傳輸數(shù)據(jù)的穩(wěn)定階段。為了節(jié)省資源開銷，穩(wěn)定階段的持續(xù)時間要大于建立階段的持續(xù)時間。簇的建立過程可分成 4個階段：簇頭 節(jié)點 的選擇、簇頭 節(jié)點 的廣播、簇頭節(jié)點的建立和調度機制的生成。這里不再 一一細說。在簇的穩(wěn)定階段，傳感器節(jié)點將采集的 數(shù)據(jù)傳送 到簇頭節(jié)點。簇頭 節(jié)點 對采集的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)融合后再將信息傳送給匯聚節(jié)點，匯聚節(jié)點將數(shù)據(jù)傳送給 監(jiān)控中心 來進行數(shù)據(jù)的處理。穩(wěn)定階段持續(xù)一段時間后， 網(wǎng)絡重新進入簇的建立階段，進行下一輪的簇重建，不斷循環(huán)。 24 LEACH 仿真流程圖 圖 41 程序總流程 25 圖 42 簇首的選擇 仿真結果 本文中的以下給出的結果都在以下參數(shù)下仿真，節(jié)點總數(shù) n為 150，簇頭概率 p為 ，數(shù)據(jù)包長度為 4000B，控制包長度為 100B。初始能量為 。 26 圖 43 第八輪網(wǎng)絡節(jié)點圖 圖 44第十九輪網(wǎng)絡節(jié)點圖 27 上面兩幅圖為 leach 仿真協(xié)議中的兩輪網(wǎng)絡節(jié)點圖，其中的藍色與綠色小點點代表的一個個的無線傳感器。藍色的小點點代表存活的無線傳感器，綠色的小點點代表死亡的無線傳感器，圖中中間的黑色圓圈代表基站，紅色圓圈代表簇頭 。 總結 無線傳感器網(wǎng)絡作為一項新興技術，它的發(fā)展將對未來人們的生活產生深遠的影響。無線傳感器網(wǎng)絡與傳統(tǒng)的無線 網(wǎng)絡有很大的不同，如受能量限制、計算能力、通信能力的限制等，決定了它的特殊性。 由于傳感器節(jié)點一般不能補充能量，所以能耗的考慮始終是無線傳感器網(wǎng)絡的一個重要方面，而網(wǎng)絡的路由協(xié)議對能量的影響又是十分顯著的。對網(wǎng)絡中的節(jié)點進行分簇的路由算法被證明是一種可以顯著改善網(wǎng)絡性能的網(wǎng)絡協(xié)議。 本文主要是對 無線傳感器網(wǎng)絡能量路由研究中的分簇的 路由算法即 leach 算法做了較詳細的敘述與仿真。并且分析、對比了仿真的結果，得出了一定的結論。 28 參考文獻 [1] I. F. Akyildiz, W. Su, Y. Sankarasubramaniam, et. al. Wireless Sensor Networks: A Networks, vol. 38, 2021: 393341 [2] Allgood G, Manges W, Smith S. It39。s time for sensors to go wireless. Sensors Magazine, 1999,16(4): 7080 29 [3]于海斌 ,曾鵬 ,梁韡 .智能無線傳感器 網(wǎng)絡系統(tǒng) .北京 :科學出版社 ,2021,67 [4] GANESAN D， GOVINDAN R， SHENKER S， et Resilient， Energy Efficient Multipath Routing in Wireless Sensor Computing and Communications Review， 2021，5(4)： 1125. [5] AKYILDIZ I F， SU W， SANKARASUBRAMANIAM Y， et Survey on Sensor Networks[J].IEEE Communications Magazine，2021， 40(8)： 102114. [6] 崔莉，鞠海玲，苗勇，李天璞等 .無線傳感器網(wǎng)絡研究進展 .計算機研究與發(fā)展， 2021 42(1)PP:163174. [7] 于繼明，盧先領等，無線傳感器網(wǎng)絡多路徑路由協(xié)議研究進展，計算機應用研究， 2021,24(6)PP:13. [8] Manjeshwar A . TEEN:A Routing protocol for Enhanced Efficiency in Wireless Sensor Networks,Parallel and Distributed Processing Symposium, Proceedings 15th International, 2021 PP:20212021. [9] Lindsey S, Raghavendra CS. PEGASIS: Powerefficient gathering in sensor information systems. In:Proc. of the IEEE Aerospace Conf. Montana: IEEE Aerospace and Electronic Systems Society, . [10] Braginsky D, Estrin D. Rumor Routing Algorithm for Sensor Networks[C]. Proc. Ist Wksp. Sensor Networks and Apps., Atlanta, GA, Oct. 2021. 30 [11] Jabed Faruque, Ahmed Helmy. GradientBased Routing in SensorNetworks[DB/OL].osters/. [12] M. Chu, H. Haussecker, and F. Zhao, Scalable InformationDriven Sensor Querying and Routing for ad hoc Heterogeneous Sensor Networks, The International Journal of High Performance Computing Applications, Vol. 16, No. 3, August 2021. [13] 于海濱，曾鵬等編著 《智能無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)》 科學出版社 2021. [14] LINDSEY S， RAGHAVENDRA C ： Powerefficient Gathering in Sensor Information Systems[J] . IEEE Transactions on Parallel and Distributed (25)：311.