周 萌，陈跃东，陈孟元

安徽工程大学 安徽省电气传动与控制重点实验室，安徽 芜湖 241000

能耗最优的LEACH协议改进

周 萌，陈跃东，陈孟元

安徽工程大学 安徽省电气传动与控制重点实验室，安徽 芜湖 241000

1 引言

无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是一种新兴的信息感知和数据采集网络系统，能够实现人与物理世界的通信和信息交互，在众多领域具有广阔的应用前景[1]。由于网络节点采用电池供电，且往往部署于恶劣的、人类难以到达的环境中，节点电能耗尽后难以及时补充或更换，因此能耗问题是制约无线传感器网络应用和发展的首要问题。

路由协议是组网的基础和数据传输的关键，改进适用于无线传感器网络的路由协议可以有效降低节点的能耗，延长网络生命周期。LEACH协议（低功耗自适应集簇分层型协议，Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy）是具有代表性的层次路由，采用区域集中控制的方法，从各区域节点中选出簇头，通过簇头向基站转发簇内信息，与直接传输、最小传输能量等路由相比较，可以有效降低节点能耗[2-3]。

LEACH协议执行过程中，由于部分节点耗能过快、过早死亡会造成网络不完全联通，导致网络性能急剧下降，因此网络能耗不均是LEACH协议急需解决的首要问题。

2 LEACH协议

2.1 协议原理及分析

LEACH协议按“轮”周期执行，每轮包括簇头选取、簇的形成和数据传输三个阶段。在簇头选取阶段，各节点分配一个介于0～1的随机数，若随机数大于本轮的阈值，节点当选为簇头。簇头选取完成后，簇头向周围节点广播通告自身的簇头状态、ID和本簇的分组头。……