基于最小能耗的無線傳感器網絡路由算法

1．2 LEACH路由協議分析
最早的分簇路由協議是由Wendi等三人在2000年提出的LEACH算法，全稱為“低功耗自適應集簇分層型協議”。LEACH算法的每一輪操作分為兩個運行階段：簇建立階段和簇穩定運行階段。由于簇建立階段是屬于額外的通信需求，所以穩定運行的持續時間要遠大于建立階段持續的時間。
在簇建立階段，傳感器節點隨機生成一個0，1之間的隨機數，并且與閾值T(n)做比較，如果小于該閾值，則該節點就會當選為簇首。T(n)按照下面公式計算：

式中：P為節點成為簇首節點的百分數；r為當前輪數；G為在這一輪中未當選簇首的節點集合。
簇首節點選定后，廣播自己成為簇首的消息，節點根據接收到的消息的強度決定加入哪個簇，并告知相應的簇首，完成簇的建立過程。然后，簇首節點采用TDMA的方式，為簇內成員分配傳送數據的時隙。以上LEACH算法存在一個很大的缺陷，即協議沒有說明蔟首節點的數目怎么分布才能遍及于整個網絡。因此，很可能出現被選的簇首節點集中在網絡某一區域的現象，這樣就會使得一些節點的周圍沒有任何簇首節點。同時，由于簇首節點是隨機選擇的，有可能出現某個節點剩余能量過低而不能成為簇首節點，從而導致網絡失效。

2 基于最小能耗的無線傳感器網絡路由算法
2．1 算法拓撲結構
圖3所示為無線傳感器網絡路由算法的拓撲結構。整個網絡的節點被分為匯聚節點、簇首節點和普通節點。網絡由若干個子區域組成，子區域自主產生簇首節點，區域內的其他節點和簇首節點通信并通過簇首節點將數據傳輸給匯聚節點。