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LEACH协议(低能量自适应分簇路由协议)是无线传感器网络(WSNs)中一种经典的分簇式路由协议,其核心目标是通过动态簇头轮换和分簇结构优化网络能量消耗,从而延长整个网络的生命周期。
LEACH协议的核心思想主要包括两个阶段:簇头选择与稳态阶段。在簇头选择阶段,所有传感器节点根据预设的概率随机决定是否成为簇头,这种随机轮换机制避免了固定簇头导致的能量快速耗尽问题。当选为簇头的节点会广播消息,其他普通节点根据信号强度选择加入最近的簇,形成分簇结构。
在稳态阶段,簇内成员节点将采集的数据发送给所属簇头,簇头对数据进行聚合处理后,再将结果转发至基站(Sink节点)。这种分层传输模式有效减少了远距离通信带来的能量消耗。
LEACH协议的优势在于:通过动态分簇均衡了网络负载;数据聚合减少了传输量;随机簇头轮换分散了能量消耗。这些特性使得LEACH在能量效率上显著优于传统平面路由协议,尤其适合大规模部署的无线传感器网络场景。后续的改进协议(如LEACH-C、LEACH-F等)均基于此基础架构进行优化。