基于LEACH优化的WSN节能路由算法：提升网络生命周期

本文主要探讨了无线传感器网络（WSNs）中数据传输优化的问题，由于传感器节点的能源限制和数据传输路径性能不佳，这往往导致网络的生命周期较短。针对这一挑战，研究者提出了一种基于LEACH算法的节能优化路由策略。LEACH算法原先是用于WSNs的一种分层路由协议，它通过在每个周期内随机选择簇头来平衡节点的能量消耗。然而，传统LEACH算法在节点间的数据传输过程中可能并未充分利用所有节点的能力，特别是在路径选择方面。 新提出的优化算法在成簇阶段依然采用LEACH机制选举簇头，但在数据传输阶段引入了迪杰斯特拉算法的思想。迪杰斯特拉算法通常用于寻找两点之间的最短路径，这里则被用来找出多个潜在的传输路径。通过计算每个候选路径上的节点剩余能量、路径平均剩余能量以及节点数量等指标，构建一个路径代价函数。这个函数综合评估路径的效率，考虑节点的能耗情况，以期找到最优传输路径。 与原始LEACH算法相比，优化后的算法在减少节点能耗方面取得了显著效果。具体来说，仿真结果显示，优化算法能显著延长首个节点的死亡时间，提升了23.6%，并且将一半节点的死亡时间延长了53.8%。这些改进意味着网络节点的工作时间得以延长，从而整体上提高了网络的运行周期和生命周期。 通过这种方式，研究者不仅解决了WSNs中节点能耗过高的问题，还提高了网络的整体性能和稳定性。这种方法对于能源受限的WSNs应用具有重要的实际意义，如环境监测、智能家居、工业自动化等领域，能够在保证数据传输效率的同时，有效延长网络的使用寿命。本文的研究成果为无线传感器网络的设计和优化提供了新的思路和技术支持。