基于LEACH算法的无线传感器网络恶意节点识别与剔除系统——MATLAB实现

资 源 简 介

本项目利用MATLAB实现LEACH协议，构建无线传感器网络的簇结构，通过动态选举簇头节点均衡能耗。系统集成恶意节点检测机制，分析数据包和能耗异常，有效识别并剔除恶意节点，提升网络安全性。

详 情 说 明

基于LEACH算法的无线传感器网络恶意节点识别与剔除系统

项目介绍

本项目实现了一个基于LEACH（低功耗自适应集簇分层）协议的无线传感器网络仿真系统。核心目标是在构建节能分簇网络结构的基础上，集成恶意节点检测与剔除机制。系统通过分析节点的能耗、通信行为等特征，识别潜在恶意节点，并将其从网络中隔离，从而有效提升网络的安全性和整体寿命。

功能特性

• 自适应分簇：采用经典LEACH算法，动态选举簇头节点，实现网络能耗均衡。
• 恶意节点检测：基于预设的行为特征库（如异常能耗阈值、数据包丢包率等），实时监控并识别恶意节点。
• 动态网络重构：发现恶意节点后，系统可将其剔除并重新调整网络簇结构，保证连通性。
• 结果可视化：提供网络分簇结构、恶意节点标记、能量消耗及网络寿命的图形化分析报告。
• 性能对比：支持对比启用与未启用恶意节点剔除机制下的网络性能，直观展示系统效益。

使用方法

1. 配置参数：在相应脚本或配置文件中设置网络参数，包括节点数量、位置、初始能量、通信半径、仿真时长以及恶意节点行为判定阈值。
2. 运行仿真：执行主程序文件启动仿真。系统将自动完成网络初始化、分簇、数据传输、恶意节点检测与剔除等全过程。
3. 查看结果：仿真结束后，系统将自动生成并显示结果图表与分析报告，包括簇结构图、恶意节点列表、剩余能量分布和网络寿命对比图。

系统要求

• 操作系统：Windows / Linux / macOS
• 软件环境：MATLAB R2016a 或更高版本
• 必要工具包：MATLAB 基础安装即可运行，无需额外工具箱。

文件说明

主程序文件作为整个系统的调度核心，依次实现了网络初始化、LEACH分簇过程仿真、多轮数据传输与能量消耗计算、基于行为分析的恶意节点检测、恶意节点的剔除与网络重构，并最终负责结果的可视化展示与性能数据分析。