MATLAB实现HEED协议的无线传感器网络能量效率路由仿真

资 源 简 介

本项目基于MATLAB仿真HEED（混合能量高效分布式分簇）协议，实现无线传感器网络中的动态分簇、簇头选举及多跳路由功能。通过可视化界面展示网络拓扑与能量消耗，帮助研究能量高效的路由策略。

详 情 说 明

基于HEED协议的无线传感器网络高效能量路由仿真系统

项目介绍

本项目为基于MATLAB平台的无线传感器网络(WSN)仿真系统，重点实现了HEED（混合能量高效分布式聚类）路由协议的完整算法流程。系统通过构建真实的WSN通信场景，模拟节点分簇形成、动态簇头选举和多跳路由规划等关键过程，旨在优化网络能量消耗，延长整体生命周期。仿真系统综合考虑节点剩余能量、通信链路质量和网络拓扑密度等多重因素，为能量受限的无线传感器网络提供高效路由解决方案。

功能特性

• 完整的HEED算法实现：精确模拟分布式簇头选举机制，结合节点剩余能量与通信成本双指标优化
• 多参数可配置网络模型：支持节点数量、初始能量、网络区域范围等关键参数的灵活设置
• 真实能耗建模：采用经典无线信道能耗模型，计算传输、接收、融合等各环节能量消耗
• 动态拓扑可视化：实时显示分簇结果、路由路径及能量状态变化
• 综合性能评估：输出网络生命周期、能量效率、数据投递率等多维度量化指标
• 对比分析功能：内置与传统LEACH算法的并行仿真与性能对比

使用方法

1. 参数配置：在主运行脚本中修改网络参数（节点数量、初始能量等）、通信参数（传输距离、数据包大小等）和算法参数（簇头概率阈值、迭代轮数等）
2. 执行仿真：运行主程序启动仿真过程，系统将自动完成网络初始化、多轮聚类选举和路由优化
3. 结果分析：查看生成的拓扑图、能量消耗曲线和性能统计报表，对比不同参数下的算法表现
4. 对比实验：启用算法对比模式，获取HEED与LEACH在相同网络条件下的性能差异数据

系统要求

• 软件平台：MATLAB R2018a或更高版本
• 必需工具箱：无特殊工具箱依赖，核心MATLAB功能即可支持运行
• 硬件建议：至少4GB内存，支持100节点规模以上的流畅仿真

文件说明

主程序文件整合了仿真系统的核心功能流程，包括无线传感器网络的初始化构建、节点能量状态的动态管理、基于HEED协议的迭代式簇头选举机制、多跳路由路径的优化计算以及网络性能指标的全面评估。该文件通过协调各功能模块的顺序执行，实现了从参数输入到结果输出的完整仿真链路，并负责生成可视化的网络拓扑图和性能分析图表。