【正文】 j++) { node_object[j].washead=0。// 設置隨機種子 if((round_num%int(1/p))==0) { for(j=0。i=NodeNums1。 Tn=p/(1p*(round_num%int(1/p)))。 while(1) { random=random+1。 int random=0。i++) { node_object[i].ishead=0。 for(i=0。 // 0是從未是簇首，1是1/p輪內(nèi)已經(jīng)當過簇首了 node_object[i].dist_to_bs=int(sqrt(pow(node_object[i].xBx,2)+pow(node_object[i].yBy,2)))。 //1代表節(jié)點活著，0是死亡 node_object[i].ishead=0。i++) { node_object[i].resEn=InitEn。 }//////////////////初始化節(jié)點能量、節(jié)點存活狀態(tài)、節(jié)點是否為簇首的標志////////// for(i=0。i++) { node_object[i].x=int(rand()%AreaR+1)。//設置隨機種子 for(i=0。void ini_network(){ //////////////////初始化節(jié)點位置////////// int i。}。 int state。 int dist_to_bs。 int d。 int y。//includevectorusing namespace std。 double res_energy=0。 double p=。 int abit=400。 double InitEn=。 int By=100。 double Edf=5*pow(10,9)。 double Elec=50*pow(10,9)。 const int NodeNums = 400。同時還要感謝所有的同學們，正是因為有了你們的支持和鼓勵，此次畢業(yè)論文才會順利完成。離別在即，站在人生的又一個轉(zhuǎn)折點上，心中難免思緒萬千，一種感恩之情油然而生。00), Boston, MA,August 2000.致　　謝行文至此，我的這篇論文已接近尾聲。Cheng,Xiuzhen。17(2):60.[10]S. Ti I ak, . AbuGhazaleh, W. Heinxelman. Infrastructure Tradeoff for Sensor , September 28, Atlanta, Georgia. 2002.[11].[12]孫利民，李建中，[M] .[13] and survey of gossiping and broadcasting in munication networks. Networks, .[14]Wendi Rabiner Heinzelman et Communication Protocol for Wireless Microsensor of the 33rd Hawaii International Conference on SystemSciences. 2000.[15]Gaurav Gupta,Mohamed Younis .LoadBalanced Clustering of Wireless Sensor Networks. Proceedings of the 2nd ACM international symposium on Mobile ad hoc networkingamp。參考文獻[1]Manges W. It39。原有的LEACH協(xié)議采用簇首節(jié)點隨機選取的方式，改進后的LEACH協(xié)議以節(jié)點剩余能量的多少為主要依據(jù)來選擇簇首節(jié)點，最后，我們從3個方面對LEACH和改進算法作了模擬和比較：網(wǎng)絡生命周期、數(shù)據(jù)采集量、網(wǎng)絡整體能量。然后主要研究WSN的分層路由協(xié)議。在本論文中，首先總結了WSN的發(fā)展歷程、概念、結構及應用；分析了WSN存在的關鍵性問題及網(wǎng)絡協(xié)議。因此對現(xiàn)有的WSN路由協(xié)議進行研究，設計出新的、適合于WSN特點的路由協(xié)議具有十分重大的意義。研究初期，人們一度認為成熟的Internet技術加Adhoc路由機制對WSN的設計是足夠充分的，深入的研究表：傳感器網(wǎng)絡與傳統(tǒng)網(wǎng)絡有明顯不同的技術要求。WSN在環(huán)境狀態(tài)監(jiān)控、突發(fā)事件處理和移動目標跟蹤三大類應用中，具有傳統(tǒng)系統(tǒng)無可比擬的優(yōu)勢。WSN具有低成本、低功耗、高容錯、自組織、多功能、組網(wǎng)快捷、靈活等諸多不同于其它無線網(wǎng)絡的特性。LEACHNEW_LEACH 網(wǎng)絡整體能量的比較 由以上數(shù)據(jù)對比可以看到改進方案比原LEACH網(wǎng)絡壽命延長10%左右，由于改進方案考慮到了節(jié)點能量均衡性，第一個節(jié)點死亡時間比原LEACH延長了大約150輪左右；通過網(wǎng)絡數(shù)據(jù)采集量的對比，同樣可以看出網(wǎng)絡的整體生命周期延長了；從網(wǎng)絡的整體能量來看，改進方案雖然沒有很明顯的優(yōu)勢，但依然優(yōu)于原LEACH算法；綜上所述，改進方案僅從簇首選擇引入能量均衡而大大提高了網(wǎng)絡的生命周期，可見LEACH的發(fā)展?jié)摿κ呛艽蟮?。NEW_LEACHLEACH 數(shù)據(jù)采集量的比較（3）網(wǎng)絡整體能量的比較 （網(wǎng)絡能量）用EXEL畫圖得出，前期能量兩者差距不大，第300輪，；第400輪，；第500輪，；第600輪，第700輪。NEW_LEACHLEACH 存活節(jié)點數(shù)的比較（2） 數(shù)據(jù)采集量的比較（數(shù)據(jù)采集量）用EXEL畫圖得出，；，；，；，；到第838輪，LEACH已經(jīng)采集不到數(shù)據(jù)。 模擬環(huán)境參數(shù)設置參數(shù)參數(shù)值區(qū)域大小200m*200m節(jié)點數(shù)目400基站位置x=100,y=100節(jié)點初始能量數(shù)據(jù)融合耗能5*pow(10,9)射頻電路耗能50*pow(10,9)自由空間信號放大倍數(shù)10*pow(10,12)簇首廣播數(shù)據(jù)量400每個節(jié)點每次傳輸數(shù)據(jù)量3800 模擬對存活節(jié)點數(shù)、數(shù)據(jù)采集量、網(wǎng)絡整體能量做了比較，比較如下：（1） 存活節(jié)點數(shù)的比較 （節(jié)點存活數(shù)）用EXEL畫圖得出，LEACH在第62輪第一個節(jié)點開始死亡，NEW_LEACH在第205輪第一個節(jié)點才死亡；LEACH在第624輪一半的節(jié)點死亡，NEW_LEACH一半節(jié)點死亡是在第681輪；LEACH在第838輪節(jié)點全部死亡，而NEW_LEACH在第920輪節(jié)點全部死亡。}else{ Tn=2*p*x。代碼描述如下：x=resEn/InitEn。　改進方案的實現(xiàn)NEW_LEACH的實現(xiàn)過程與LEACH唯一不同的地方就在于在簇首選擇時，閾值的計算引入了節(jié)點能量。在簇首選擇的過程中，在閾值設定時，引入節(jié)點的剩余能量，首先計算每個節(jié)點剩余能量占初始能量的比例x，當x，即剩余能量高于初始能量的一半時，采用LEACH公式（）來計算閾值，若x，則采用公式（）來計算閾值，每個節(jié)點都要產(chǎn)生一個0到1之間的隨機數(shù)與相應的閾值T(n)進行比較，若該隨機數(shù)小于閾值，則當選為簇首，反則為非簇首節(jié)點。針對LEACH算法的不足，本文對簇首選擇做了改進。第5章　LEACH路由的改進　算法改進方案LEACH簇首選擇和成簇策略中未考慮節(jié)點的剩余能量問題。對于能量不均衡的網(wǎng)絡，隨著節(jié)點的逐漸死亡，網(wǎng)絡中會出現(xiàn)盲節(jié)點，盲節(jié)點的頻繁出現(xiàn)會降低網(wǎng)絡平均生命周期。(node_object[i].washead==0))；//條件符合成為簇首（3）ste_phase穩(wěn)定傳輸過程（計算節(jié)點數(shù)據(jù)傳輸耗能，并存儲節(jié)點狀態(tài)）；（4）main主函數(shù)輸出數(shù)據(jù)（節(jié)點存活數(shù)，網(wǎng)絡總能量，網(wǎng)絡數(shù)據(jù)采集量）。(node_object[i].state==1)amp。//門限值if((((rand()%10)/)Tn)amp。 // 0是從未是簇首，1是1/p輪內(nèi)已經(jīng)當過簇首了 node_object[i].dist_to_bs=int(sqrt(pow(node_object[i].xBx,2)+pow(node_object[i].yBy,2)))。 //1代表節(jié)點活著，0是死亡node_object[i].ishead=0。//初始化節(jié)點坐標開始計算T(n),節(jié)點產(chǎn)生01的隨機數(shù)M否成為普通節(jié)點并等待簇首廣播消息MT(n)是成為簇首節(jié)點并廣播消息發(fā)送JoinREQ消息等待普通節(jié)點的JoinREQ消息等待簇首發(fā)送時隙生成TDMA時隙并發(fā)給簇內(nèi)成員進入穩(wěn)定狀態(tài) LEACH協(xié)議簇的形成過程 node_object[i].resEn=InitEn。結合代碼分析路由的實現(xiàn)過程：（1）ini_network初始化節(jié)點位置及節(jié)點狀態(tài)（能量，存活狀態(tài)，是否為簇首）； node_object[i].x=int(rand()%AreaR+1)。該協(xié)議的優(yōu)點是能延長網(wǎng)絡維持時間，有很好的擴展性；缺點是雖然加入了輪的重新選簇的概念，但是由于不能全網(wǎng)時鐘同步，很容易引起全網(wǎng)的癱瘓。經(jīng)過一個合理的時間段后，網(wǎng)絡重新回到簇形成階段，進入下一回合的選擇簇首階段。另一方面，為了減少相鄰聚類干擾并減少能量消耗，每個節(jié)點調(diào)整它的發(fā)送能量水平。實際上，由于無線傳輸?shù)奶匦?，一個聚類內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸會影響相鄰的聚類內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸，LEACH協(xié)議規(guī)定每個聚類內(nèi)應用不同的CDMA碼來減少相鄰聚類內(nèi)的干擾。假定所有節(jié)點一直是同步并同時開始簇形成階段，這是能實現(xiàn)的，例如，通過SINK節(jié)點向WSN中所有節(jié)點發(fā)送同步脈沖。一旦簇已形成，數(shù)據(jù)傳輸便可開始，即進入穩(wěn)定工作階段。依據(jù)接收信號的強度，節(jié)點選擇它要加入的簇，并告知相應的簇頭，此時所有簇頭必須處于接收狀態(tài)。經(jīng)過1/p輪，所有節(jié)點又從新具有概率p做簇頭，這樣重復輪換。當r=0時，每個節(jié)點都有概率p做簇頭。另外，最優(yōu)簇首數(shù)K按公式（）計算: （） 式中，N為網(wǎng)絡中節(jié)點數(shù)；M為正方形區(qū)域邊長； 為自由空間信號放大倍數(shù)； 為多徑衰減信道信號放大倍數(shù)；d為簇首距基站的距離。簇頭的選擇方法為：網(wǎng)絡中的傳感器節(jié)點生成0—1之間的隨機數(shù)M，如果小于閾值T(n)，則選該節(jié)點為簇頭。為了避免額外的處理開銷，穩(wěn)定態(tài)一般持續(xù)相對較長的時間。 　協(xié)議性能的比較分析了WSN各分類中最有代表性的路由協(xié)議的特點，對它們的信息處理、路由優(yōu)化方式和網(wǎng)絡體系結構的不同表現(xiàn)給出了一個綜合比較。LEACH協(xié)議的優(yōu)點在于隨機選擇簇頭，平均分擔路由業(yè)務，減小了能耗。簇頭按照TDMA（時分復用）的方式給每個普通節(jié)點一個時隙，并廣播消息；普通子節(jié)點在規(guī)定的時隙內(nèi)向簇頭發(fā)送數(shù)據(jù)。LEACH可以將整個網(wǎng)絡生存時間延長，其基本思想是通過隨機循環(huán)地選擇簇頭節(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，從而降低網(wǎng)絡能源消耗，提高網(wǎng)絡整體生存時間。GPSR協(xié)議的不足：第一，當網(wǎng)絡中sink點和源節(jié)點分別集中在兩個區(qū)域時，由于通信量不平衡易導致部分節(jié)點失效，從而破壞網(wǎng)絡連通性；第二，需要GPS定位系統(tǒng)或其他定位方法協(xié)助計算節(jié)點位置信息。路由協(xié)儀開始時采用貪婪轉(zhuǎn)發(fā)方式進行分組轉(zhuǎn)發(fā)，當貪婪方式失效時（即遇到通信空洞時）就用周界轉(zhuǎn)發(fā)模式繼續(xù)路由，當條件又滿足時恢復貪婪模式，如此反復直至到達目的。當收到一個新鄰居發(fā)來的hello包時，節(jié)點將新鄰居的信息加入到鄰居表中，并為其設定一個超時時間。每個節(jié)點定期廣播一個hello包，告知鄰居節(jié)點其地理位置信息，每個節(jié)點保存一個鄰居表，記錄其各個鄰居的地理位置信息。GPSR協(xié)議默認網(wǎng)絡中每個節(jié)點都可以通過GPS或者其他其他方法獲取自己的地理位置信息。但由于謠傳路由使用隨機方式生成路徑，所以數(shù)據(jù)傳輸路徑可能不是最優(yōu)路徑，而且容易形成環(huán)路。謠傳路由與定向擴散路由相比可以有效地減少路由建立過程的開銷，當一個節(jié)點產(chǎn)生對某一節(jié)點的查詢，了解路由信息的節(jié)點可以通過檢查各自的事件表對查詢做出響應，而不需要擴散到整個網(wǎng)絡，從而減少通信成本。若查詢消息和代理消息的路徑出現(xiàn)交叉的情況，交叉節(jié)點會沿著查詢消息的反方向?qū)⑹录魉偷讲樵児?jié)點。如果節(jié)點的事件列表保存有該事件的相關表項，說明該節(jié)點在到達事件區(qū)域的路徑上，沿著這條路徑轉(zhuǎn)發(fā)查詢消息。代理消息是一個包含生命周期等事件信息的分組，用來攜帶相關的信息通告給傳輸經(jīng)過的每一個節(jié)點。事件列表的每個表項都記錄與事件相關的信息，包括名稱、到區(qū)域的跳數(shù)和到下一跳鄰居等信息。當代理消息和查詢消息的傳輸路徑交叉在一起時，就會形成一條匯聚節(jié)點到事件區(qū)域的完整路徑。謠傳路由借鑒了歐式平面圖上任意兩條曲線交叉幾率很大的思想，當一個節(jié)點檢測到一個事件，它將事件增加到該節(jié)點自身保存的表單，稱為事件表。Rumor Routing是一個介于事件廣播（向整個網(wǎng)絡廣播事件）和興趣廣播（向整個網(wǎng)絡廣播興趣）之間的一種路由協(xié)議在多sink點、查詢請求數(shù)目很大、網(wǎng)絡事件很少的情況下，Rumor協(xié)議較為有效。在這種情況下，沒有必要向整個網(wǎng)絡廣播興趣?！umor路由協(xié)議（謠傳路由）Rumor Routing[22]是在Directed Diffusion的基礎上演化而來的。DD路由協(xié)議的優(yōu)點有：第一，采用多路徑，健壯性好；第二，節(jié)點只需要和鄰居節(jié)點通信，因而不需要全局的地址機制，使用查詢驅(qū)動機制按需建立路由，避免了保存全