无线传感器网络LEACH路由协议的研究与改进

计算机工程与应用 ›› 2012, Vol. 48 ›› Issue (2): 80-82.

无线传感器网络LEACH路由协议的研究与改进

王林，赵绍英

西安理工大学自动化与信息工程学院，西安 710048

收稿日期:1900-01-01 修回日期:1900-01-01 出版日期:2012-01-11 发布日期:2012-01-11

Research and improvement about LEACH routing protocol for wireless sensor networks

WANG Lin, ZHAO Shaoying

Faculty of Automation and Information Engineering, Xi’an University of Technology, Xi’an 710048, China

Received:1900-01-01 Revised:1900-01-01 Online:2012-01-11 Published:2012-01-11

摘要/Abstract

摘要： LEACH（Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy）是一种经典的WSN分层路由协议，它采取自适应分簇算法，一定程度上延长了网络生存期。然而LEACH路由协议的簇头随机产生，没有考虑节点的剩余能量，未达到簇头最优。LEACH簇头与基站直接通信，如果两者距离较远，则会带来较大的能量损耗。结合LEACH及LEACH现有的一些改进算法，提出了一种新的路由协议（Advance-Leach）。它综合考虑了节点的剩余能量和簇首节点数目，簇头和基站之间采用单跳和多跳结合策略，有效地降低了能耗，保证了网络负载的平衡。仿真结果表明：该协议的能耗、数据成功接收率等性能得到了有效提高，延长了节点和网络的生命周期。

关键词: 无线传感器网络（WSN）, 低功耗自适应集簇分层型协议（LEACH）, Advance-Leach, 能耗降低, 负载平衡

Abstract: LEACH（Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy） is a classical routing protocol for WSN which takes the adaptive clustering algorithm. All nodes will bear the energy consumption averagely, which can extend network lifetime in a manner. However, the cluster head of LEACH routing protocol is generated randomly, it doesn’t consider the node’s residual energy, also doesn’t achieve the most optimal cluster head-selection purpose. The cluster head of LEACH routing protocol communicates with the base station. If the distance is far between them, it will bring greater energy loss. This paper combines LEACH and some of the existing improved LEACH algorithm, then proposes a new routing protocol（Advance-Leach）. It integrates the node’s residual energy, location and the number of cluster head nodes, which takes strategy of hop and multi-hop combination between the cluster head and the base station. It effectively reduces energy consumption and ensures the network load balance. Simulation results show that some performances get effective improvement for example the energy consumption of the protocol, data rate successfully received and so on. It extends the life cycles of nodes and network.

Key words: Wireless Sensor Network（WSN）, Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy（LEACH）, Advance-Leach, reduction in energy consumption, load balancing

王林，赵绍英. 无线传感器网络LEACH路由协议的研究与改进[J]. 计算机工程与应用, 2012, 48(2): 80-82.

WANG Lin, ZHAO Shaoying. Research and improvement about LEACH routing protocol for wireless sensor networks[J]. Computer Engineering and Applications, 2012, 48(2): 80-82.

[1]	雷定猷，洪舒华，张英贵. 集装箱轻重货物混合平衡装载模型与算法[J]. 计算机工程与应用, 2020, 56(8): 233-240.
[2]	宋明智，杨乐. 改进VFPSO算法于WSN节点随机部署中的应用[J]. 计算机工程与应用, 2016, 52(2): 141-145.
[3]	王开通，熊庆宇，王小刚，齐洋洋，于海存. 无线传感器网络LEACH路由协议研究与改进[J]. 计算机工程与应用, 2015, 51(10): 103-107.
[4]	张明阳，沈明玉. 基于WSN的数据融合在水质监测中的研究[J]. 计算机工程与应用, 2014, 50(23): 234-238.
[5]	辛强伟，房鼎益. 随机部署的无线传感器网络的负载平衡[J]. 计算机工程与应用, 2014, 50(23): 16-20.
[6]	王姝，王小鸽，杨广文. 并行燃烧数值模拟计算优化——面向自适应非结构网格的动态负载平衡方法[J]. 计算机工程与应用, 2013, 49(21): 220-225.
[7]	胡德斌，蒋启明，米春桥. 基于均衡状态阈值的混合Web QoS控制方法[J]. 计算机工程与应用, 2013, 49(14): 81-83.
[8]	旷文1，张建军1，蒋宏2. 一个调度Out-Tree任务图的启发式算法[J]. 计算机工程与应用, 2013, 49(12): 47-49.
[9]	杨希¹，赵跃龙^1，2，周云霞^1，3. 智能网络磁盘集群负载平衡研究[J]. 计算机工程与应用, 2011, 47(4): 26-28.
[10]	赵志刚1，屈剑锋2. 基于WSN和置信区间计算的转播机房温控系统[J]. 计算机工程与应用, 2011, 47(30): 219-223.
[11]	王伟兵. 一种基于云计算的动态可扩展应用模型[J]. 计算机工程与应用, 2011, 47(15): 15-18.
[12]	刘波1，裴炳南1，陈微微2，杨智峰1. 基于控制簇头能量的改进分簇路由算法[J]. 计算机工程与应用, 2011, 47(12): 69-71.
[13]	何永刚，徐汀荣，彭俊. 无线传感器网络分簇方法的优化[J]. 计算机工程与应用, 2011, 47(1): 92-95.
[14]	江禹生，任晶晶，何芳. 基于多准则的无线网状网路由判据[J]. 计算机工程与应用, 2010, 46(28): 88-89.
[15]	贾百川¹，刘胜全²，黄蓬国¹. 基于轮班工作机制的WSN多跳聚类协议[J]. 计算机工程与应用, 2010, 46(24): 90-93.