MATLAB实现的基于LEACH协议的无线传感器网络节点优化分析系统

资 源 简 介

本MATLAB项目模拟LEACH协议的分簇及数据传输流程，并利用PSO或GA优化簇头选择策略，分析网络能耗、生命周期及性能指标对比，为WSN路由优化提供仿真平台。

详 情 说 明

基于LEACH协议的无线传感器网络路由节点优化分析系统

项目介绍

本项目是一个用于模拟、分析和优化无线传感器网络（WSN）中LEACH分簇路由协议的MATLAB仿真系统。系统核心功能包括模拟经典LEACH协议的分簇与数据传输过程，并集成粒子群算法（PSO）或遗传算法（GA）等优化算法对簇头选择机制进行改进。通过对比分析优化前后的网络性能指标，如能耗分布、网络生命周期等，为WSN路由协议优化提供可视化的决策支持。

功能特性

• 协议模拟：精确模拟LEACH协议的分簇形成、簇头选举与轮换、以及多跳数据传输过程。
• 智能优化：内置PSO、GA等优化算法，用于优化簇头选择，平衡网络能耗，延长生命周期。
• 性能分析：计算并统计每轮通信的总能耗、平均能耗、节点存活数量等关键指标。
• 结果可视化：提供丰富的图形化输出，包括网络拓扑图、能耗热力图、生命周期曲线及算法收敛曲线。

使用方法

1. 参数配置：运行前，根据仿真需求修改主程序中的输入参数部分，包括网络规模、节点初始能量、通信模型参数以及优化算法参数。
2. 执行仿真：运行主程序文件，系统将自动执行经典LEACH协议模拟和优化算法改进的模拟。
3. 结果查看：程序运行结束后，系统会自动生成并显示多组对比图表和统计数据，用户可据此分析优化效果。

系统要求

• 平台：MATLAB R2016b 或更高版本。
• 工具包：主要使用MATLAB基础功能，无需额外安装特定工具箱。

文件说明

主程序文件集成了系统的核心仿真流程。它首先根据用户设定的网络规模和参数初始化无线传感器网络节点，随后依次运行经典LEACH协议仿真和基于优化算法的LEACH改进协议仿真。在仿真过程中，该文件负责控制分簇、数据传输、能量计算等关键步骤的循环执行，并调用相关模块进行簇头优化。最后，它负责将所有仿真结果进行对比，并驱动可视化模块生成网络拓扑、能量分布、性能曲线等多种分析图表。