改进的LEACH算法在单片机WSN中的节能与寿命优化

《单片机原理与接口技术》期中论文探讨了无线传感器网络（Wireless Sensor Network, WSN）的最新进展，特别是针对LEACH（Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy）算法进行改进的研究。LEACH是一种经典的WSN分层集群协议，其在节能和负载均衡方面起着关键作用。论文首先回顾了LEACH的基本工作原理，包括簇的建立阶段，其中节点通过竞争选举产生簇头；稳定传输阶段，簇头负责数据转发；以及性能分析，指出其在实际应用中的局限性，如簇头选择可能导致能源消耗不均等。 为了克服这些问题，论文提出了LEACH-T（LEACH with Threshold-based Optimization）协议。LEACH-T引入了一个新的阀值函数，使得非簇头节点在选择簇头时不仅考虑自身剩余能量，还纳入了距离基站的距离因素。这样，节点更倾向于选择能量充足且通信距离合适的簇头，实现了更加动态和自适应的簇头选择机制。该协议在TinyOS（Tiny Operating System）平台上进行了实现，包括总体设计、数据结构设计和功能模块划分，以确保协议的可操作性和效率。 在实验部分，论文展示了LEACH-T如何通过改进的簇头选择策略有效降低节点能耗，从而显著延长传感器网络的生命周期。通过对节点能耗分布的均衡，LEACH-T有助于提升整个网络的稳定性和可靠性。论文最后引用了关键词，如低功耗、自适应集簇分层、簇头选择和负载均衡，强调了这项改进在WSN领域的实际应用价值，特别是在军事应用、环境监测和灾难救援等场景中的潜力。 这篇论文深入研究了无线传感器网络中LEACH算法的优化策略，为提高网络的能源效率和整体性能提供了创新的方法，对于单片机原理与接口技术的理解和实际应用具有重要意义。