LEACH分簇算法无线传感器网络MATLAB仿真实现

资 源 简 介

本项目提供LEACH（低功耗自适应分簇）协议的完整MATLAB仿真，包含传感器节点随机部署、动态簇头选举、分簇通信等核心功能，适用于无线传感器网络路由协议的教学与研究。

详 情 说 明

LEACH分簇算法MATLAB仿真实现

项目介绍

本项目实现了无线传感器网络中经典的LEACH（Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy）分簇路由协议的MATLAB仿真。通过模拟传感器网络的随机部署、簇头选举、簇形成和数据传输过程，系统能够评估网络能量消耗、网络生存周期和分簇效率等关键性能指标。仿真系统支持可视化显示网络拓扑结构、能量分布状态和实时数据流，为无线传感器网络路由协议研究提供有效的分析工具。

功能特性

• 分簇算法逻辑实现：基于概率的轮换簇头选举机制，确保能量均衡消耗
• 精确能量消耗模型：采用第一阶无线电能量消耗模型，真实反映节点能耗
• 动态可视化显示：实时展示网络拓扑结构、簇头分布和能量状态变化
• 多参数灵活配置：支持网络规模、区域尺寸、能量参数等关键参数调整
• 全面性能分析：输出网络生存周期、能量消耗统计、簇头分布均匀性等指标

使用方法

1. 参数设置：根据实验需求调整节点数量、部署区域大小、初始能量等参数
2. 运行仿真：执行主程序开始LEACH协议仿真过程
3. 结果观察：查看实时生成的网络拓扑图和能量分布状态
4. 数据分析：获取性能指标统计结果，进行算法性能评估和对比分析

系统要求

• MATLAB R2016a或更高版本
• 支持MATLAB图形显示功能
• 建议内存4GB以上，用于处理大规模节点仿真

文件说明

主程序文件集成了仿真系统的核心功能，包括网络初始化设置、节点随机部署生成、基于概率模型的簇头选举流程、簇形成机制的实现、数据传输过程的模拟、能量消耗的动态计算与更新、网络拓扑结构的可视化展示、性能指标的实时统计分析以及仿真结果的综合输出与报告生成。通过模块化设计实现了LEACH协议的全流程仿真，支持用户对关键参数进行灵活配置并观察不同设置下的算法表现。