MATLAB实现基于LEACH协议的无传感器网络能量优化与分簇仿真系统

资 源 简 介

本项目采用MATLAB模拟LEACH协议在无传感器网络中的运行，实现动态分簇算法和能量消耗模型，支持周期性簇头选举和节点能量跟踪，并通过可视化展示网络拓扑变迁和能耗分析。

详 情 说 明

基于LEACH协议的无传感器网络能量优化与分簇仿真系统

项目介绍

本项目是一个针对无线传感器网络的仿真系统，重点模拟并分析基于LEACH（低功耗自适应集簇分层）协议的网络运行机制。通过实现动态分簇、周期性簇头选举以及能量消耗建模，该系统能够直观展示网络拓扑结构的动态变化，并追踪各节点的能量状态。仿真的主要目标是评估网络的关键性能指标，如生命周期和数据吞吐量，为无线传感器网络的能量优化策略提供分析和验证平台。

功能特性

• LEACH协议模拟：完整实现LEACH协议的核心逻辑，包括随机簇头选举与轮次循环。
• 动态分簇算法：支持周期性簇头选举，实现节点自主成簇。
• 能量消耗建模：集成经典的无线通信能耗模型，实时跟踪每个节点的能量变化。
• 结果可视化：提供网络拓扑图、能量分布热力图、网络生命周期曲线等多种可视化输出。
• 性能统计：自动统计并输出存活节点数、数据投递率、平均能耗等关键指标。

使用方法

1. 配置参数：在运行前，根据实际需求调整网络参数，如节点数量、区域大小、初始能量、协议阈值等。
2. 运行仿真：启动主程序，系统将自动按照设定的轮次进行仿真。
3. 查看结果：仿真结束后，系统将生成可视化图表和数值结果文件，用户可据此分析网络性能。

系统要求

• 操作系统：Windows / Linux / macOS
• 软件环境：MATLAB R2018a 或更高版本
• 硬件建议：至少4GB内存，推荐8GB及以上以保证大量节点仿真的流畅性

文件说明

主程序文件承载了仿真的核心流程，主要包括初始化网络参数与节点分布、执行多轮LEACH协议循环（含簇头选举、簇形成、数据通信及能耗计算）、实时绘制网络拓扑与能量状态、以及最终性能数据的汇总与输出。