基于MATLAB的LEACH协议无线传感器网络能耗优化仿真系统

资 源 简 介

该项目使用MATLAB实现LEACH协议核心算法，模拟无线传感器网络的动态分簇与能耗分布，支持网络生命周期计算和拓扑可视化，可用于协议性能分析与优化研究。

详 情 说 明

基于LEACH协议的无线传感器网络能耗优化仿真系统

项目介绍

本项目为基于MATLAB实现的LEACH（低功耗自适应聚类层次）协议仿真系统，旨在模拟无线传感器网络的动态分簇过程并进行能耗分析。系统通过概率聚类算法和能量消耗模型，实现了网络拓扑的动态演化、能量消耗统计和关键性能指标的可视化分析，为研究无线传感器网络的能效优化提供了有效的仿真平台。

功能特性

• LEACH协议核心实现：完整实现了LEACH协议的簇头选举、簇形成和数据传输机制
• 动态分簇模拟：支持多轮次网络运行，展示每轮的动态分簇过程
• 能耗分析与计算：基于经典的无线通信能耗模型计算节点能量消耗
• 多维度可视化：提供网络拓扑、能量分布、生存节点数等多种可视化图表
• 性能指标分析：自动计算网络生命周期、能耗均衡性等关键性能指标
• 灵活参数配置：支持用户自定义网络规模、能量参数和通信参数

使用方法

1. 参数配置：在运行前根据需求修改网络配置参数、通信参数和协议参数
2. 运行仿真：执行主程序启动仿真过程，系统将自动进行多轮网络模拟
3. 结果查看：仿真过程中实时显示动态拓扑变化，结束后生成统计分析图表
4. 数据导出：所有仿真结果和性能指标均可导出为图像文件和数据文件

系统要求

• MATLAB版本：R2018a或更高版本
• 必需工具箱：MATLAB基础安装即可运行，无需额外工具箱
• 硬件配置：至少4GB内存，推荐8GB以上以获得更流畅的可视化体验

文件说明

主程序文件承载了系统的核心调度功能，负责整个仿真流程的控制与管理。其主要实现了仿真参数的初始化配置，构建无线传感器网络的基础框架，并控制LEACH协议的分簇选举与数据传输过程的循环执行。同时，该文件还整合了数据记录与可视化输出模块，实时监控网络状态变化，生成能量消耗统计分析结果，并最终输出完整的性能评估报告。