基于PEGASIS协议的无线传感器网络能耗优化MATLAB仿真系统

资 源 简 介

本MATLAB项目实现了PEGASIS协议的路由机制与能耗分析，通过仿真模拟无线传感器网络中各节点的动态能耗分布，为网络能效优化提供可视化数据支持。

详 情 说 明

基于PEGASIS协议的无线传感器网络能耗优化与路由仿真系统

项目介绍

本项目实现了一个基于PEGASIS（Power-Efficient Gathering in Sensor Information Systems）协议的无线传感器网络路由仿真系统。该系统通过链式拓扑结构优化数据收集路径，采用动态节点选择和首领节点轮换策略，有效延长网络生命周期并实现能耗均衡分布。系统提供完整的网络性能分析和可视化功能，支持与LEACH等基准协议的性能对比。

功能特性

• PEGASIS协议完整实现：模拟链式拓扑构建、贪婪算法路径优化、首领节点轮换等核心机制
• 多维度能耗分析：实时监测节点能耗分布，统计网络生命周期关键指标
• 动态拓扑管理：支持节点动态加入/失效场景，自适应调整数据收集链
• 可视化展示：直观显示网络拓扑变化、数据传输路径和能耗热力图
• 性能对比分析：内置LEACH等基准协议对比模块，提供多指标性能评估

使用方法

基本配置

1. 设置网络参数：节点数量、部署区域、初始能量
2. 定义通信模型：传输/接收功耗、信道损耗系数
3. 配置数据生成模式（周期性或事件驱动）
4. 设定仿真时长和运行轮次

运行仿真

执行主程序启动仿真过程，系统将自动：

• 构建最优链式拓扑结构
• 模拟多轮数据收集过程
• 记录能耗数据和拓扑变化

结果分析

查看生成的统计分析报告，包括：

• 网络生存周期曲线图
• 节点剩余能量矩阵
• 能耗均衡度指标
• 吞吐量性能对比

系统要求

• 操作系统：Windows 10/11，Linux，macOS
• 运行环境：MATLAB R2018b或更高版本
• 内存需求：≥4GB RAM（建议8GB）
• 磁盘空间：≥500MB可用空间

文件说明

主程序文件作为系统的核心调度器，负责整个仿真流程的协调与控制。其主要实现了网络环境初始化、协议参数配置、拓扑结构生成、数据收集过程模拟以及结果可视化展示等关键功能。该文件整合了链式构建算法、能耗计算模型和性能分析模块，通过多轮迭代仿真评估协议性能，并生成完整的分析报告和图形化输出。