MATLAB仿真实现：WSN中LEACH协议的能量优化分析系统

资 源 简 介

本项目使用MATLAB构建无线传感器网络（WSN）的LEACH协议仿真环境，模拟100个传感器节点在100×100区域的分簇路由与能耗动态。通过设定0.1%的簇头概率，系统可分析网络能量消耗与生命周期优化策略，适用于WSN路由算法研究。

详 情 说 明

WSN环境下的LEACH协议仿真与能量优化分析系统

项目介绍

本项目基于MATLAB实现了无线传感器网络（WSN）中经典分簇路由协议——LEACH（Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy）的完整仿真系统。系统模拟100个节点在100×100标准单位的传感区域中的网络运行过程，通过0.1%的簇头选举概率实现动态分簇路由机制。核心功能包括网络拓扑初始化、基于概率模型的簇头选举算法、节点能耗建模与分析，以及网络能量效率和生存周期的综合评估。

功能特性

• 动态分簇机制：基于轮次的可概率簇头选举，实现均衡的能耗分布
• 精确能耗建模：基于距离的无线通信能耗计算，包含传输与接收能量消耗
• 路径优化分析：计算各节点到网关节点的欧氏距离，识别最小距离路径
• 可视化分析：实时生成网络分簇拓扑图，直观展示簇头与成员节点分布
• 生命周期评估：精确统计首节点失效轮次，量化评估网络生存周期

使用方法

1. 参数配置：根据需要修改输入参数（区域尺寸、节点数、簇头概率等）
2. 运行仿真：执行主程序启动LEACH协议仿真过程
3. 结果分析：查看生成的能耗数据、距离矩阵和生命周期分析报告
4. 可视化验证：通过分簇拓扑图验证簇头选举与分簇结果合理性

系统要求

• 平台要求：MATLAB R2018a或更高版本
• 必要工具包：MATLAB基础安装（无需额外工具包）
• 硬件配置：至少4GB内存，支持图形显示功能

文件说明

主程序文件实现了系统的核心仿真流程，具体包含网络环境初始化配置、节点位置生成与能量参数设置、基于随机数的簇头选举算法执行、多轮次网络运行过程中的能耗计算与记录、节点到网关距离的矩阵计算与路径分析、网络分簇结果的可视化展示，以及生存周期关键指标的统计输出等完整功能链。