基于LEACH的WSN路由協(xié)議的研究與改進(jìn)

王 軍， 孫健程

(1.沈陽(yáng)化工大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院， 遼寧 沈陽(yáng) 110142;2.中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所， 遼寧 沈陽(yáng) 110016)

基于LEACH的WSN路由協(xié)議的研究與改進(jìn)

王 軍1,2， 孫健程1

(1.沈陽(yáng)化工大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院， 遼寧 沈陽(yáng) 110142;2.中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所， 遼寧 沈陽(yáng) 110016)

為解決LEACH路由協(xié)議簇頭選擇算法的不足，針對(duì)在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)選舉簇頭沒(méi)有考慮節(jié)點(diǎn)的信賴值和簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)能量分布不均衡等問(wèn)題，設(shè)計(jì)一種基于LEACH協(xié)議改進(jìn)的新算法.通過(guò)計(jì)算節(jié)點(diǎn)的信賴值，作為選擇新簇頭節(jié)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)，最后對(duì)仿真試驗(yàn)進(jìn)行性能分析比較，該算法能夠滿足生產(chǎn)需要，提高節(jié)點(diǎn)能量的效率，延長(zhǎng)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的生命周期，使網(wǎng)絡(luò)均衡分配能量并且具有深遠(yuǎn)的意義.

路由協(xié)議； 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)； 信賴值； 網(wǎng)絡(luò)生命周期

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)是由大量傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)無(wú)線通信方式形成的一個(gè)多跳的自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的采集量化、處理融合和傳輸.它綜合了微電子技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無(wú)線通信技術(shù)，能夠協(xié)同地實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、感知和采集網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中各種環(huán)境或監(jiān)測(cè)對(duì)象的信息，并對(duì)其進(jìn)行處理，處理后的信息通過(guò)無(wú)線方式發(fā)送，并以自組多跳的網(wǎng)絡(luò)方式傳送給觀察者.WSN綜合了傳感器技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和分布式技術(shù)等，是一種全新的信息采集和信息處理的新型技術(shù)[1-2].

隨著近年來(lái)網(wǎng)絡(luò)需求的加劇，其中無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議也在不斷地研究與改進(jìn)，為了更好地適應(yīng)當(dāng)前的應(yīng)用環(huán)境，對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究與開(kāi)發(fā)成為目前信息領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn).由于微處理器的低能耗通信科技的快速發(fā)展，從而可以搭建大規(guī)模傳感器節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，監(jiān)測(cè)惡劣環(huán)境的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，并且可以解決實(shí)際復(fù)雜的應(yīng)用問(wèn)題[3].在國(guó)際上，美國(guó)自然科學(xué)基金會(huì)開(kāi)展了“嵌入式智能傳感器”項(xiàng)目，同時(shí)在國(guó)內(nèi)的清華大學(xué)、哈爾濱理工大學(xué)也開(kāi)展了對(duì)WSN領(lǐng)域的研究工作.盡管無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在國(guó)內(nèi)外被深入研究，但無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)還有許多技術(shù)問(wèn)題有待解決，因此研究一種節(jié)約能量的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議顯得非常重要.本文提出一種基于LEACH的WSN路由協(xié)議SY_LEACH路由協(xié)議，改進(jìn)的SY_LEACH協(xié)議生命周期長(zhǎng)、性能高、功耗低.

1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)之一，同時(shí)也是目前國(guó)內(nèi)外研究技術(shù)的熱點(diǎn).無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議主要負(fù)責(zé)將采集到的數(shù)據(jù)分組后，從成員節(jié)點(diǎn)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議發(fā)送到sink節(jié)點(diǎn)，其主要功能為：成員節(jié)點(diǎn)尋找與sink節(jié)點(diǎn)之間的最優(yōu)化路徑；將采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)融合整理，然后在分組沿著最優(yōu)化路徑準(zhǔn)確傳送[4-5].

LEACH是一種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的低功耗自適應(yīng)分簇分層結(jié)構(gòu)的路由協(xié)議，主要思想是將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分簇，成員節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)發(fā)送到簇首節(jié)點(diǎn)，簇首節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合壓縮，再將數(shù)據(jù)發(fā)送給sink節(jié)點(diǎn)，這樣可減少網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包，降低占用的帶寬，最后把融合的數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn).目的是節(jié)約能量的消耗，充分利用能量資源，保證無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)性和可擴(kuò)展性[6].

2 路由協(xié)議的總體結(jié)構(gòu)

路由技術(shù)是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)暮诵募夹g(shù)，其中路由協(xié)議必須能在局部網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔⒌幕A(chǔ)上準(zhǔn)確選擇出從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的路徑.LEACH路由協(xié)議的核心思想是分布式算法，傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)自適應(yīng)集簇分層算法，在簇內(nèi)通過(guò)隨機(jī)的選舉簇頭法，然后簇內(nèi)的成員節(jié)點(diǎn)按照TDMA方式把收集的數(shù)據(jù)包發(fā)送到簇頭節(jié)點(diǎn)，簇頭節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合壓縮后把數(shù)據(jù)包發(fā)送到基站.在LEACH路由協(xié)議的操作過(guò)程中，每輪選舉分為2個(gè)階段：類建立階段和穩(wěn)定階段.

NPT_LEACH協(xié)議是基于LEACH協(xié)議改進(jìn)后的協(xié)議，其協(xié)議的主要思想是在選舉簇頭時(shí)加入備選簇頭集和增加最優(yōu)簇半徑的過(guò)程.改進(jìn)后的協(xié)議提高了網(wǎng)絡(luò)規(guī)模適應(yīng)性并且延長(zhǎng)了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的生命周期.

2.1 類建立階段

主要選擇方法：無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)隨機(jī)的選擇0到1中間的某個(gè)值，選擇的值如果小于某一個(gè)閾值T(n)，那么該節(jié)點(diǎn)被選為首節(jié)點(diǎn).T(n)值的計(jì)算公式：

(1)

其中:n為網(wǎng)絡(luò)中傳感器節(jié)點(diǎn)總數(shù)；p為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中成為簇頭的百分比；r為當(dāng)前選舉輪數(shù)；Gr為在過(guò)去1/p輪中不是蔟頭的傳感器節(jié)點(diǎn)組成的集合.當(dāng)簇頭節(jié)點(diǎn)向周圍成員節(jié)點(diǎn)廣播消息時(shí)，其他成員節(jié)點(diǎn)接收到廣播消息后，根據(jù)接收到廣播消息的強(qiáng)弱，確定加入哪個(gè)簇內(nèi)，然后使用載波監(jiān)聽(tīng)機(jī)制向各自簇頭節(jié)點(diǎn)發(fā)送加入通知.

2.2 穩(wěn)定階段

收到通知的簇頭節(jié)點(diǎn)，為簇內(nèi)的成員節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建時(shí)分多址，成員節(jié)點(diǎn)在各自時(shí)隙表中，將采集到的數(shù)據(jù)包發(fā)送給簇頭節(jié)點(diǎn).簇頭節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合壓縮后，發(fā)送給sink節(jié)點(diǎn)，直到循環(huán)結(jié)束，準(zhǔn)備下一次聚簇.LEACH協(xié)議是簡(jiǎn)單的分層路由協(xié)議，每次隨機(jī)選取簇頭節(jié)點(diǎn)時(shí)，根據(jù)T(n)的選擇，避免了簇頭節(jié)點(diǎn)因?yàn)槟芰亢谋M而過(guò)早死亡，在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中明顯的降低了能量的消耗，延長(zhǎng)了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的生命周期.但是在LEACH路由協(xié)議中仍然存在不足：在選舉簇頭的過(guò)程中可能會(huì)有偽造節(jié)點(diǎn)冒充簇頭節(jié)點(diǎn)的存在，有時(shí)簇頭會(huì)發(fā)送虛假信息，影響收集數(shù)據(jù)的真實(shí)性.

3 LEACH路由協(xié)議改進(jìn)

LEACH路由協(xié)議在運(yùn)行的過(guò)程中，為了避免壞節(jié)點(diǎn)篡改數(shù)據(jù)，提高無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全性，因此對(duì)LEACH協(xié)議的改進(jìn)主要通過(guò)對(duì)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)、通信、能量和融合四方面綜合考慮計(jì)算節(jié)點(diǎn)的信賴值.綜合評(píng)估信賴值可以避免將剩余能量較少的節(jié)點(diǎn)選為簇首節(jié)點(diǎn)，并且可以解決在小范圍內(nèi)，有一個(gè)或多個(gè)簇首的出現(xiàn)和簇首節(jié)點(diǎn)分布不均的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題.

3.1 算法的基本思想

首先假設(shè)LEACH協(xié)議的環(huán)境和改進(jìn)后的SY_LEACH協(xié)議的環(huán)境相同，同時(shí)應(yīng)用于LEACH協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)模型下.(1) 初始化網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)同構(gòu)；(2) 節(jié)點(diǎn)能量充足；(3) 基站是固定并且遠(yuǎn)離無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)；(4) 節(jié)點(diǎn)靜止.假設(shè)LEACH協(xié)議初始化網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)具有相同能量，初始值為1，經(jīng)過(guò)一輪后，節(jié)點(diǎn)消耗能量不同，節(jié)點(diǎn)剩余能量和信賴值產(chǎn)生變化，計(jì)算出第一輪節(jié)點(diǎn)的信賴值，作為下一輪選舉簇頭節(jié)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn).

在SY_LEACH協(xié)議中，根據(jù)LEACH協(xié)議選舉簇頭算法后，計(jì)算出第一輪結(jié)束各節(jié)點(diǎn)的信賴值，并同各自的ID一同發(fā)送給簇頭節(jié)點(diǎn)，簇頭節(jié)點(diǎn)收到消息后，數(shù)據(jù)融合發(fā)送到基站，基站計(jì)算本輪的信賴值和上一輪的信賴值，如果差值大于T(n)時(shí)，則從網(wǎng)絡(luò)模型中刪除該節(jié)點(diǎn)，然后剩余節(jié)點(diǎn)再根據(jù)LEACH協(xié)議規(guī)定的閾值選擇下一輪的簇頭，這個(gè)過(guò)程可以提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和真實(shí)性.

3.2 計(jì)算節(jié)點(diǎn)信賴值

在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中計(jì)算SY_LEACH協(xié)議的節(jié)點(diǎn)信賴值，主要從節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)、通信、能量和融合四方面來(lái)考慮，分別為節(jié)點(diǎn)n的數(shù)據(jù)信賴值Dn、通信信賴值Cn、能量信賴值En和融合信賴值Fn，最后計(jì)算出綜合的信賴值Sn.

(1) 計(jì)算數(shù)據(jù)信賴值

提高無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)能力，減少篡改信息，加強(qiáng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和真實(shí)性，需要評(píng)估各節(jié)點(diǎn)的信賴值.根據(jù)基于節(jié)點(diǎn)多角度信賴的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，將節(jié)點(diǎn)的發(fā)送報(bào)告、數(shù)據(jù)的容錯(cuò)行和一致性綜合考慮，計(jì)算出數(shù)據(jù)的信賴值[7].

數(shù)據(jù)容錯(cuò)信賴值為：設(shè)Dn是節(jié)點(diǎn)n的容錯(cuò)信賴值，取值0或1.當(dāng)簇內(nèi)發(fā)送報(bào)告節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)大于未發(fā)送報(bào)告的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)時(shí)，取值為1.

(2)

式中：esn為節(jié)點(diǎn)n一致性收集的次數(shù)；enn為節(jié)點(diǎn)n不一致性收集的次數(shù).

節(jié)點(diǎn)發(fā)送報(bào)告信賴值為：

(3)

式中：vsn為節(jié)點(diǎn)n成功發(fā)送次數(shù)；vln為節(jié)點(diǎn)n失敗發(fā)送次數(shù).

綜合在一起的數(shù)據(jù)信賴值為：

(4)

式中:α1、α2、α3分別表示數(shù)據(jù)容錯(cuò)值、數(shù)據(jù)的一致性和發(fā)送報(bào)告信賴值的權(quán)值，其值根據(jù)實(shí)際應(yīng)用選取.

(2) 計(jì)算通信信賴值

在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)傳輸是節(jié)點(diǎn)的主要行為，一些不良節(jié)點(diǎn)可能會(huì)篡改數(shù)據(jù)的真實(shí)性和準(zhǔn)確性，此時(shí)需要監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^(guò)程.因此利用Beta信賴模型計(jì)算信賴值，Beta(n，m)的分布概率密度函數(shù)為[8]：

(5)

式中:n>0，m>0，0≤x≤1.

在WSN路由協(xié)議LEACH中，簇內(nèi)成員節(jié)點(diǎn)和簇頭節(jié)點(diǎn)是一跳通信，所以節(jié)點(diǎn)n對(duì)簇頭節(jié)點(diǎn)m的信賴為Bn，m：

Bn,m=Beta(sn,m+1,ln,m+1)

(6)

式中:sn，m表示節(jié)點(diǎn)n和m通訊成功次數(shù);ln，m表示節(jié)點(diǎn)n和m通訊失敗次數(shù).

根據(jù)(6)式，可以計(jì)算出節(jié)點(diǎn)n的通信信賴的期望值：

(7)

(3) 計(jì)算能量信賴值

針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中剩余能量分配不均衡問(wèn)題，如果簇內(nèi)成員節(jié)點(diǎn)負(fù)載過(guò)大，容易導(dǎo)致能量過(guò)低的節(jié)點(diǎn)選舉成為簇頭，發(fā)生過(guò)早死亡情況，使網(wǎng)絡(luò)不能完全聯(lián)通，因此要計(jì)算能量信賴值保證簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)能量消耗均衡，從而延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的生命周期[9].節(jié)點(diǎn)能量信賴值為：

(8)

式中:Ec為初始化原有的能量;Es為剩余能量.

(4) 計(jì)算數(shù)據(jù)融合信賴值

在網(wǎng)絡(luò)中相鄰的節(jié)點(diǎn)感知數(shù)據(jù)特性具有相似性，并且具有大量的冗余數(shù)據(jù)，如果直接將冗余數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，勢(shì)必會(huì)消耗能量和占用帶寬，降低無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的生命周期.在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中波束生成算法是一種加權(quán)平均法[10].該算法可將傳感器收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾和融合.節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)融合信賴值為：

(9)

式中:si()為第i個(gè)傳感器收集的信號(hào)；N為融合傳感器的個(gè)數(shù)；wi()為第i個(gè)傳感器權(quán)重融合器；l為融合器的數(shù)量.

(5) 計(jì)算最終節(jié)點(diǎn)信賴值

數(shù)據(jù)、通信、能量和融合四方個(gè)面共同構(gòu)成了最終節(jié)點(diǎn)的信賴值：

Sn=γ1Dn+γ2Cn+γ3En+γ4Fn

(10)

式中，γ1、γ2、γ3、γ4分別表示數(shù)據(jù)、通信、能量和融合的權(quán)重值，其值根據(jù)實(shí)際應(yīng)用選取.

4 測(cè) 試

4.1 仿真環(huán)境

為了評(píng)估改進(jìn)后的路由協(xié)議性能，采用網(wǎng)絡(luò)仿真工具OPNET進(jìn)行仿真，采用數(shù)據(jù)分析軟件MATLAB進(jìn)行數(shù)據(jù)比較[11]，從節(jié)點(diǎn)的剩余能量和節(jié)點(diǎn)的存活時(shí)間方面考慮，評(píng)價(jià)改進(jìn)的新協(xié)議的性能.根據(jù)以下基本參數(shù)設(shè)定進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)：假設(shè)SY_LEACH協(xié)議在仿真環(huán)境中，設(shè)置100個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)范圍是100 m×100 m，基站位置為(50,50)，節(jié)點(diǎn)的初始化能量為1 J，數(shù)據(jù)融合的能耗為5 nJ/bit，發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的能耗為50 nJ/bit，數(shù)據(jù)包為2 000 bit.

4.2 仿真結(jié)果及分析

經(jīng)過(guò)OPNET網(wǎng)絡(luò)仿真模型，從數(shù)據(jù)、通信、能量和融合四方面綜合選舉簇首節(jié)點(diǎn)，得到LEACH協(xié)議、NPT_LEACH和SY_LEACH協(xié)議剩余能量消耗對(duì)比以及網(wǎng)絡(luò)存活節(jié)點(diǎn)數(shù)對(duì)比.

在LEACH協(xié)議、NPT_LEACH協(xié)議和SY_LEACH協(xié)議中，節(jié)點(diǎn)剩余能量隨時(shí)間的變化如圖1所示.開(kāi)始0～83輪時(shí)LEACH協(xié)議、NPT_LEACH協(xié)議和SY_LEACH協(xié)議中節(jié)點(diǎn)剩余能量相同，但隨時(shí)間的延續(xù)SY_LEACH協(xié)議中節(jié)點(diǎn)的能量消耗較慢，直到200輪結(jié)束時(shí)，在SY_LEACH協(xié)議中的節(jié)點(diǎn)剩余能量多于LEACH協(xié)議和NPT_LEACH協(xié)議中節(jié)點(diǎn)剩余能量.研究表明SY_LEACH算法能夠有效控制網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)生命周期得到延長(zhǎng).

圖1 三種協(xié)議剩余能量的比較

在LEACH協(xié)議、NPT_LEACH協(xié)議和SY_LEACH協(xié)議中，存活節(jié)點(diǎn)數(shù)的變化如圖2所示.三種協(xié)議在節(jié)點(diǎn)數(shù)量和網(wǎng)絡(luò)生存周期相同情況下，采用LEACH協(xié)議和NPT_LEACH協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)存活數(shù)量少于采用SY_LEACH協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)存活數(shù)量，LEACH協(xié)議在1 400輪時(shí)節(jié)點(diǎn)全部無(wú)效，NPT_LEACH協(xié)議在1 500輪時(shí)節(jié)點(diǎn)全部無(wú)效，而SY_LEACH協(xié)議在1 600輪才全部失效.仿真結(jié)果說(shuō)明:SY_LEACH協(xié)議的性能優(yōu)于LEACH協(xié)議和NPT_LEACH協(xié)議，節(jié)點(diǎn)的存活率顯著增多.

圖2 三種協(xié)議存活節(jié)點(diǎn)數(shù)的比較

分析節(jié)點(diǎn)的分布情況，三種協(xié)議成簇后的節(jié)點(diǎn)分布如圖3所示.在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)隨機(jī)分布100個(gè)節(jié)點(diǎn)，其中簇頭數(shù)為5個(gè).從圖3可清楚的看出： LEACH路由協(xié)議簇頭負(fù)載不均衡，嚴(yán)重出現(xiàn)極小極大現(xiàn)象；NPT_LEACH協(xié)議和SY_LEACH協(xié)議分布均衡，其中SY_LEACH協(xié)議具有更好的負(fù)載均衡效果.

(a) LEACH協(xié)議

(b) NPT_LEACH協(xié)議

(c) SY_LEACH協(xié)議

5 結(jié)束語(yǔ)

基于LEACH的WSN路由協(xié)議研究和仿真，改進(jìn)了一種新型無(wú)線路由協(xié)議SY_LEACH.分別從數(shù)據(jù)、通信、能量和融合幾方面分析和研究現(xiàn)有無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的基本特點(diǎn)和設(shè)計(jì)思想，總結(jié)了已有路由協(xié)議的優(yōu)缺點(diǎn).利用OPNET軟件對(duì)分層路由協(xié)議LEACH實(shí)現(xiàn)仿真實(shí)驗(yàn)，同時(shí)提出了對(duì)它改進(jìn)的SY_LEACH協(xié)議，該協(xié)議更好的節(jié)省和均衡網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的能量消耗，并能滿足能量有效性和網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性的要求，最后從節(jié)點(diǎn)剩余能量和節(jié)點(diǎn)的存活數(shù)量進(jìn)行仿真分析，仿真結(jié)果證明SY_LEACH協(xié)議使網(wǎng)絡(luò)生命周期得到延長(zhǎng)，具有顯著的理論意義和實(shí)際應(yīng)用.

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Research and Improvement of Wireless Sensor Network Routing Protocol Based on LEACH

WANG Jun1,2, SUN Jian-cheng1

(1.Shenyang University of Chemical Technology, Shenyang 110142, China;2.Shenyang Institute of Automation,Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, China)

In order to solve the shortness of LEACH routing protocol cluster head selection algorithm,an improved protocol based on LEACH is proposed to solve the problems of node trust value and Energy distribution imbalance.By calculating the trust value of the node,the new cluster head node is selected as standard.Finally,by the simulation analysis and comparison of performance,not only the algorithm can be used to meet the production needs and improve efficiency in the use of node energy,but also prolonge the network life cycle,The project figured out the problem that existed in balanced distribution of network energy distribution with the wireless sensor.

routing protocol； wireless sensor network； trust value； network life cycle

2013-12-18

中國(guó)科學(xué)院重點(diǎn)部署項(xiàng)目(KGZD-EW-302)；遼寧省工業(yè)公關(guān)項(xiàng)目(2012219001)；遼寧省教育廳項(xiàng)目(L2013157)

王軍(1978-),男,遼寧大連人,博士,副教授,主要從事工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)軟件進(jìn)化方面的研究.

2095-2198(2015)04-0363-05

10.3969/j.issn.2095-2198.2015.04.014

TP393

A