作者简介：张亚琼（1983-），女，原籍陕西榆林，讲师，研究生。的研究兴趣包括物联网技术和计算机网络。
辉（1984年—），女，原籍陕西榆林，讲师，硕士。典的LEACH群集路由协议在无线传感器网络中具有广泛的应用。于LEACH协议，它不考虑群集过程中群集头节点的能量，它基于LEACH协议来延长网络的寿命。节点能量剩余参数添加到簇头选择公式中，以使能量最高的节点为簇头，并提出了一种改进的LEACH协议。网络仿真软件的NS2平台下，将改进的LEACH协议与原始LEACH协议进行了比较。果表明，改进协议的每个节点的能量消耗是均衡的，避免了单个节点的过早退化并延长了网络的寿命。线传感器网络（WSN）是物联网的感知层，由部署在监视区域中的大量微型传感器节点组成。
”由多跳无线通信形成的Ad⁃Hoc网络。集并处理有关网络覆盖范围内的对象的信息[1]。WSN中的传感器节点监视的数据如何沿着其他节点传输以及如何到达接收节点是路由协议必须解决的问题。线传感器网络的体积小且能量有限，在设计路由协议时需要遵循能量优先原则，并尝试尽可能节省能量以延长使用寿命。无线传感器网络相比，传统的网络路由协议的设计更旨在提供更好的服务质量和有效利用网络带宽[2]。LEACH协议是WSN中的经典聚类分层路由协议，是一种低功耗的自适应分层路由算法。传统协议相比，LEACH可以更好地降低能耗并延长网络的生存时间[3]。
LEACH协议中，节点在群集中进行自组织，而群集中的节点充当群集头。同的群集使用CDMA机制来避免相互干扰。集的所有成员都使用TDMA机制在分配给它们的时间内将数据发送到群集头。群头接收集群所有成员发送的数据，然后在每个成员上执行数据。
并后，每个群集头都会根据CSMA机制[4]将数据发送到远程接收节点。此，群集头的工作量很大，因此它比群集成员消耗更多的能量。LEACH协议是轮流执行的，每轮分为两个阶段：集群的创建和数据的传输。群建立阶段主要包括选举集群头和形成每个集群，数据传输阶段包括执行数据传输，包括集群成员向集群头发送数据簇头将数据发送到接收节点。了减少能量消耗，建立阶段通常比建立阶段要短，并且数据传输阶段的持续时间更长。类过程如下：传感器网络的所有节点都生成一个随机数，随机数的范围在0到1之间，如果该数小于节点的预定义阈值T（n），则该节点变为节点广播该节点正成为群集头的信息[5]。
公式中：P是所有节点预期的簇头的百分比，即每个节点成为簇头的概率，取值范围在4％到5％之间，并且在不同的应用中略有不同； r是跑轮编号； G是一个集合，包括在上一轮[1p]中未被选为簇首的节点。管LEACH协议具有许多优点，但它也具有某些缺点：例如，LEACH协议在选择簇头时没有考虑节点的剩余能量，这可能会使节点较少的能量来充当簇头。亡[6]，缩短了网络生存时间。外，在生成簇头时不考虑簇头的位置，因此簇头的分布不一定合理，这可能导致某些区域。集头太多，而某些区域的群集头太少。费变得更加重要。络仿真软件NS2（网络仿真）定义了无线通信系统中的能耗模型。模型如图1所示。图1中，该模型包含发送和接收数据的消耗[7]。据传输的功耗包括射频模块和信号放大器的能耗，接收节点的能耗仅包括接收电路的能耗。⁃Friss⁃amp是信号放大器的倍数。号放大器的功耗可以根据发送和接收部分之间的距离使用自由空间衰落模型和多径衰落模型。自由空间衰落模型中，路径损耗的数量为2，即能量损耗d2；在多径衰落模型中，路径损耗指数为4，即能量损耗d4 [8]。
ERF表示发送或接收数据1b时发送器或接收器电路的能耗。设信道是对称的，即节点1向节点2发送数据的功耗与节点2向节点发送数据的功耗完全相同1.在公式中：Ls表示系统的能耗，与传输的数据量无关； hs是接收节点的天线长度； ht是发射节点的天线长度； λ是载波的波长。LEACH协议运行时，簇头的生成是随机的。了平衡网络中每个节点的能耗，可以在选择簇头时添加剩余的能耗因子。协议的改进过程中，节点的能量被用作选择簇头的参考因素之一。E’表示节点的剩余能量，E0表示节点的初始能量，并增加了将具有最高当前剩余能量的节点选为簇头以平衡能耗并改善能耗的可能性。络健壮性。时，使集群领导者的选举尽可能公平。选举中，考虑未选出的节点的轮数，使用r’表示未选为集群领导者的节点的轮数，r表示已完成的轮数，增加未选择的群集头节点的数量。为组长的可能性。NS2是由包括加州大学伯克利分校在内的四个教育和研究机构共同开发的网络仿真平台。
是一个离散事件模拟器。具有Scheduler类，该类负责记录当前时间，安排队列中的事件并提供生成新事件的功能。提供了几种协议的模拟，并提供了大量脚本。NS还具有丰富的编译库和强大的数据收集功能。文使用NS2作为模拟平台。
前，可以在Internet上获得LEACH mit.tar.gz模拟代码。定所有节点都是固定的，脚本文件中的一些网络配置参数如表1所示。拟改进了LEACH协议的源代码以实现LEACH⁃i协议，为模拟定义了相同的脚本，记录了模拟结果，并将原始图形用于比较分析。真结果如图2所示。进簇头选择公式后，与LEACH协议相比，LEACH⁃i协议可以大大减少节点的能耗。特的网络不会很快消失，并会大大延长网络的使用寿命。文通过对LEACH协议的分析，提出了LEACH⁃i路由协议，并将节点的能量因子添加到簇头的选择公式中。NS2仿真的结果表明，与LEACH协议相比，LEACH⁃i协议节省了网络能源，并延长了网络寿命。是，LEACH⁃i协议仍然存在差距。果不考虑簇头是否在网络中合理分布，这将对无线传感器网络生命周期的进一步扩展产生重大影响，恒温阀芯因此还有其他改进和改进措施。来需要的。
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