无线传感器网络(WSN)作为未来新兴技术之一,它的发展和广泛应用,将对人们的社会生活和产业变革带来极大的影响和产生巨大的推动。它相对于移动通信网、无线局域网、蓝牙网络、Ad hoc网络等常见的无线网络具有很多新的特点,有很多的研究热点。 无线传感器网络由能量有限的节点组成。其应用无线通信来从特定区域采集,处理有用的数据,因此以能量有效的方式来采集,处理数据来保证网络的最大化生存时间是WSN的一个研究重点,即能量问题。本文将能量问题与无线传感器网络的另一研究热点通信协议结合,研究能量有效的通信协议,主要探讨了低能量自适应聚类(LEACH)协议及可行的改进。 近年来,提出了很多针对无线传感器网络的无线通信协议,其中之一就是LEACH协议,LEACH协议是一种自组织的、自适应的、能量有效的、聚类网络协议。考虑无线传感器网络的网络特性,有效的延长了网络的生存时间。 但LEACH协议的随机类首选择机制并不能做到最优,无法保证类首处于恰当的位置,并未能考虑类首的剩余能量水平,可能导致类首过早耗尽能量,减少网络整体生存时间。另一方面在聚类建立过程中,由于无线信道特性,可能出现消息丢失,从而导致部分节点的数据不可得并加大能量消耗。并且LEACH协议仅限于于单跳通信,所以有必要扩大其应用范围,这也有利于降低能量消耗。为此,本文在下面几方面对LEACH协议进行了改进: 1) 在选择类首时考虑节点的位置及剩余能量水平及聚类之间的负载平衡,仿真证明这项改进能够明显的提高网络的生存时间。第一个电量耗尽节点出现时间(FND),最后一个存活节点电量耗尽时间(LND)都有较大提高。 2) 在聚类的建立过程中,将一些新的机制加入CSMA/CD中,来避免消息的冲突及节点数据的丢失,而不是使用较复杂的MAC协议。