MATLAB实现的无线传感器网络分层路由节能仿真系统

资 源 简 介

本项目采用MATLAB开发，模拟无线传感器网络的分层路由机制，通过动态簇头选择（基于剩余能量）和最短路径优化，实现高效的能耗管理与路由分析，适用于网络协议性能评估。

详 情 说 明

无线传感器网络分层路由节能仿真系统（WSN-Hierarchical Routing Energy-Efficiency Simulation System）

项目介绍

本项目是一个基于MATLAB开发的无线传感器网络分层路由仿真平台，重点研究动态簇头选择与能量感知路由协议对网络寿命的影响。系统通过模拟分层聚类算法和最短路径优化，实现了对网络能量消耗、生存周期及路由效率的多维度分析，为WSN路由协议设计提供可靠的仿真评估工具。

功能特性

• 智能簇头选择机制：采用剩余能量优先的动态选举策略，确保高能量节点承担簇头职责
• 路径优化算法：基于最短距离原则优化簇头到基站的数据传输路径
• 多参数对比分析：支持不同聚类方案下的能量效率与网络寿命对比
• 可视化分析模块：提供能量残留趋势、路由路径、热力图等多种可视化输出
• 可扩展仿真框架：支持自定义网络拓扑、能量参数和通信轮次等关键参数

使用方法

1. 参数配置：在main.m文件中设置网络规模（50-200节点）、区域大小（100×100至500×500m）、初始能量（0.5-2J）等参数
2. 运行仿真：执行main.m启动仿真过程，系统将自动进行簇头选举和路由优化
3. 结果分析：查看生成的生存周期曲线、能量分布热力图和性能对比报告
4. 方案对比：修改算法参数可对比LEACH等传统方案与分层路由的性能差异

系统要求

• 软件环境：MATLAB R2018a或更高版本
• 必要工具箱：Statistics and Machine Learning Toolbox（用于聚类分析）
• 硬件建议：4GB以上内存，支持三维图形显示

文件说明

主程序文件集成了仿真系统的核心功能，包括网络拓扑初始化、动态簇头选举机制、能量感知路由路径计算、多轮通信过程模拟以及结果可视化模块。该文件通过协调各算法模块实现完整的仿真流程，最终输出网络性能分析图表和对比数据报告。