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无线传感器网络现在应用于生活的各个领域,由于传感器节点自身携带的电池能量有限,在大多数条件中无法替换和补充,所以作为无线传感器网络的重要支撑技术,路由协议的改进是节省传感器网络能量消耗,延长网络使用寿命的重要方法之一。本文通过对层次型分簇路由协议的研究和优化,并以经典分簇路由协议LEACH为基础,针对LEACH协议簇头选取不合理和不适用于大规模部署环境的缺点进行相关改进,分别提出相应的优化方案,最终达到延长无线传感器网络生命周期的目的。(1)为了解决LEACH协议簇头选取偶然性较大和对不同区域簇头选取缺乏针对性的问题,提出一种分区和能耗均衡的LEACH路由改进算法LEACH-PE。算法根据节点与汇聚节点间的距离进行分区,依据不同分区内情况对所属区域内的传感器节点采用不同的簇头选举阈值公式,并通过引入距离和剩余能量这两个影响因子来改进簇头选举阈值公式,使簇头的选取更为合理,通过减小不合理成簇的可能,从而平衡整个网络内节点的任务负载,使网内能量消耗更均衡,防止节点过早出现因能量耗尽而退出网络的现象,延长整个网络的生命周期。(2)为了提高LEACH协议在大规模部署环境中的适应性,提出一种大规模无线传感器网络LEACH路由算法。首先对无线传感器网络部署区域进行分区,依据节点与sink节点间的距离由近及远分别划分为近端区域、中继区域和远端区域,每个区域内的节点使用不同的簇头选举阈值公式进行簇头的筛选。其次,依据中继区域内所有节点剩余能量为参照,将无线传感器网络运行过程分为两个阶段,在不同阶段位于中继区域内的节点采用不同的路径策略向sink节点发送信息。通过多跳路由和合理选择簇头节点的方式均衡全网能量消耗,防止“热区”节点能量消耗过快造成网络使用寿命和服务质量的下降。与LEACH协议对比后可知,改进的LEACH协议在大规模部署环境中,网络在整体性能上有了一定程度的提高。最后,本文利用MATLAB对仿真环境进行构建,通过相对应的实验验证表明,两种改进算法都能在一定程度上提高无线传感器网络整体的能量使用效率,延长网络的生命周期。