MATLAB实现的LEACH协议能耗优化与生命周期仿真系统

资 源 简 介

本项目基于MATLAB对无线传感器网络中的经典分层路由协议LEACH进行仿真，模拟节点分簇、簇头选举、数据传输等过程，分析网络能耗与生命周期优化。系统支持参数配置与性能可视化，适用于无线网络协议研究。

详 情 说 明

LEACH协议能耗优化与生命周期仿真系统

项目介绍

本项目基于MATLAB实现了无线传感器网络中经典的分层路由协议LEACH（Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy）的仿真系统。该系统能够动态模拟节点分簇、簇头选举、数据传输等关键过程，重点监测网络在不同轮次下的能耗变化和生命周期指标。通过建立精确的能量消耗模型，系统可评估不同参数配置下的网络性能，为无线传感器网络的协议优化和部署策略提供可视化分析工具。

功能特性

• 动态分簇仿真：完整实现LEACH协议的分簇机制，包括概率阈值选举和动态簇头轮换
• 能耗建模与分析：集成无线通信能耗模型，实时追踪节点能量状态变化
• 生命周期监测：精确记录首节点死亡、半数节点死亡和全网节点死亡的关键轮次
• 多维度可视化：提供拓扑图、变化曲线、热力图等多种结果展示方式
• 参数灵活配置：支持网络规模、能量参数、协议参数等多类输入调整

使用方法

1. 参数配置：在运行前设置网络参数（节点数量、区域尺寸）、能量参数（初始能量、能耗系数）、协议参数（选举概率、数据融合能耗）和仿真控制参数（总轮次、基站位置）
2. 执行仿真：运行主程序启动LEACH协议仿真过程
3. 结果分析：查看生成的数值结果表格和可视化图表，分析网络性能指标
4. 参数优化：调整不同参数配置重新仿真，比较各场景下的网络生命周期表现

系统要求

• MATLAB版本：R2018b或更高版本
• 必需工具箱：MATLAB基础安装（无需特殊工具箱）
• 硬件建议：4GB以上内存，支持图形显示

文件说明

主程序文件承担了系统核心功能的集成与调度，实现了完整的仿真流程控制。其主要能力包括：初始化无线传感器网络场景与节点参数配置；执行LEACH协议的分簇选举算法并进行多轮次循环仿真；实时计算通信过程中的能量消耗并更新节点状态；采集和记录网络生命周期关键指标数据；调用图形化模块生成多维度的结果可视化展示。