基于MATLAB的LEACH协议无线传感器网络聚类算法仿真系统

资 源 简 介

本项目使用MATLAB实现经典LEACH协议的层次型聚类仿真，覆盖网络初始化、动态簇头选举、分簇形成及数据传输全过程，为无线传感器网络能效优化研究提供直观的仿真平台。

详 情 说 明

基于LEACH协议的无线传感器网络层次型聚类算法仿真系统

项目介绍

本项目是一个完整的无线传感器网络（WSN）仿真平台，实现了经典的LEACH（低功耗自适应集簇分层）协议的完整仿真流程。系统通过蒙特卡洛方法模拟无线传感器网络的层次型分簇过程，包括网络初始化、动态簇头选举、分簇形成和数据传输等核心机制。该仿真系统能够定量分析网络的能量消耗、生命周期、数据传输效率等关键性能指标，为WSN路由协议的研究和教学提供可视化、可参数化的实验工具。

功能特性

• 完整LEACH协议仿真：实现LEACH协议的全流程仿真，包括基于轮次的动态簇头选举、分簇构建、数据融合与传输
• 参数化配置：支持网络规模、节点属性、通信参数、算法参数等多个维度的灵活配置
• 多模态能量模型：集成自由空间和多径衰减两种信道模型，提供精确的能量消耗计算
• 实时可视化：动态显示每轮仿真过程的簇头分布、节点能量状态变化
• 综合性能分析：生成网络生存周期、能量消耗分布、数据传输效率等多项性能指标
• 对比实验支持：便于研究不同参数设置对协议性能的影响规律

使用方法

1. 参数配置：根据需要修改仿真参数，包括网络拓扑参数、节点属性、通信参数和算法参数等
2. 运行仿真：启动主程序，系统将自动按照设定轮数进行LEACH协议仿真
3. 过程监控：观察实时更新的可视化界面，了解网络状态动态变化过程
4. 结果分析：仿真结束后查看生成的性能统计报表和分析图表
5. 数据导出：可导出原始仿真数据用于进一步分析或论文撰写

系统要求

• 操作系统：Windows 7/10/11，Linux或macOS
• 软件环境：MATLAB R2016a或更高版本
• 内存需求：至少4GB RAM（建议8GB以上用于大型网络仿真）
• 存储空间：至少500MB可用空间

文件说明

主程序文件整合了仿真系统的所有核心功能，主要包括网络环境的初始化构建、LEACH协议算法的完整流程执行、仿真过程的动态可视化展示、性能数据的实时收集与统计计算，以及最终结果的分析图表生成与数据导出。该文件作为整个仿真系统的调度中心，协调各功能模块有序工作，确保仿真实验的顺利执行。