MATLAB实现的改进LEACH路由协议仿真项目

资 源 简 介

本项目基于MATLAB开发，对经典LEACH路由协议进行了能量感知优化与簇头调整改进。通过动态阈值选举机制增加网络生存周期，自动排除冗余簇头，并可模拟网络拓扑演化，有效提升了无线传感器网络的能效与稳定性。

详 情 说 明

基于能量感知与簇头调整的改进LEACH路由协议仿真分析

项目介绍

本项目是针对无线传感器网络经典路由协议LEACH的改进仿真系统。通过引入能量感知机制和簇头动态调整策略，有效提升了网络的能量均衡性和生存周期。系统能够模拟不同网络参数下的协议运行过程，并提供直观的性能对比与可视化分析。

功能特性

• 基础LEACH协议实现：完整模拟经典LEACH协议的簇头随机选举机制
• 能量感知优化：在簇头选举阈值中引入剩余能量因子，优先选择高能量节点
• 簇头动态调整：通过排除紧密邻居簇头，优化簇头空间分布
• 智能簇头管理：根据网络拓扑自动增删簇头节点，保持最优簇头数量
• 能量消耗建模：精确模拟发送、接收和数据融合过程的能量消耗
• 多维度性能分析：对比分析网络生存时间、能量均衡性等关键指标
• 可视化展示：提供簇头分布图、能量变化曲线等多种可视化输出

使用方法

1. 参数配置：在对应配置模块中设置网络参数：

- 传感器节点数量（10-200个） - 网络覆盖区域尺寸（100m×100m至500m×500m） - 基站位置坐标（如：[250,250]） - 节点初始能量（0.1-5焦耳） - 模拟轮次数（100-5000轮） - 能量计算参数（发送/接收能耗，数据融合能耗）

1. 运行仿真：执行主程序启动仿真过程，系统将自动运行基础LEACH协议和改进LEACH协议

1. 结果分析：查看生成的性能对比报告，包括：

- 网络生存期统计 - 总吞吐量变化趋势 - 节点平均剩余能量 - 能量消耗分布热图 - 簇头分布可视化图

系统要求

• 操作系统：Windows 7/10/11，Linux，macOS
• 软件环境：MATLAB R2018a或更高版本
• 硬件配置：至少4GB内存，支持图形显示

文件说明

主程序文件集中实现了仿真的核心流程，包括网络拓扑初始化、协议参数配置、簇头选举机制执行、能量消耗计算、多轮次循环模拟、性能指标统计以及结果可视化展示等关键功能。该文件协调各功能模块完成从网络部署到性能分析的完整仿真流程，并生成详细的对比分析报告。