基于MATLAB的LEACH无线传感器网络分簇算法仿真平台

资 源 简 介

本项目提供完整的LEACH协议MATLAB仿真，涵盖网络初始化、动态簇头选举、多跳通信与能耗分析。通过周期性阈值计算实现自适应分簇，适用于无线传感器网络的性能评估与算法研究。

详 情 说 明

基于MATLAB的LEACH无线传感器网络分簇算法仿真平台

项目介绍

本项目实现LEACH（低功耗自适应集簇分层）协议在无线传感器网络中的完整仿真。系统通过蒙特卡洛方法模拟随机分布的传感器节点，采用基于阈值的动态簇头选举算法，构建分层通信结构，并分析网络能耗与生命周期等关键性能指标。平台支持参数化配置，可直观展示网络拓扑变化和能耗分布，为无线传感器网络路由协议研究提供有效的仿真工具。

功能特性

• 完整的LEACH协议仿真：实现网络初始化、动态簇头选举、TDMA调度和多跳数据传输全过程
• 可视化分析：动态展示每轮簇头分布与簇结构变化，绘制网络能耗和生命周期统计曲线
• 参数化配置：支持自定义网络规模、节点能量、通信模型等关键参数
• 性能对比：提供数据包传输成功率、节点存活率等多维度性能分析
• 数据记录：自动保存簇头选举记录、能量残留数据和传输统计结果

使用方法

1. 参数设置：在MATLAB中打开项目，根据需要修改网络参数（节点数量、覆盖区域）、通信参数（基站位置、初始能量）和算法参数（选举概率、能耗模型）
2. 运行仿真：执行主程序启动LEACH协议仿真，系统将自动进行多轮分簇通信模拟
3. 结果分析：查看生成的动态拓扑图、能耗变化曲线和性能统计图表，分析网络行为特征
4. 数据导出：从输出文件中获取详细的簇头选举记录、能量消耗数据和传输统计信息

系统要求

• MATLAB R2016b或更高版本
• 需要安装MATLAB基础模块及图形绘制工具包
• 推荐内存4GB以上，用于大规模网络仿真计算

文件说明

主程序文件整合了仿真平台的核心功能，包括网络环境的初始化设置、传感器节点的随机分布生成、基于轮次的循环仿真控制机制、遵循LEACH协议的动态簇头选举算法实现、簇构形成与TDMA调度的通信过程模拟、符合无线通信特性的能量消耗计算模型、网络生命周期与性能指标的统计分析功能，以及多种结果的可视化展示模块。该文件通过协调各功能模块的顺序执行，完成从参数输入到结果输出的完整仿真流程。