基于能源驱动的K-means的LEACH路由协议,以提高无线传感器网络的寿命
Imane Aly Saroit1, Dina Tarek2
1Information Technology Department, Faculty of Computers and Artificial Intelligence, Cairo University, Giza, Egypt. i.saroit@fci-cu.edu.eg.
Scientific reports
|January 14, 2026
概括
本研究介绍了用于无线传感器网络 (WSN) 的基于能源驱动的K-Means的LEACH协议. 新方法通过优化集群头选择来提高网络寿命,优于现有的协议.
科学领域:
- 计算机科学 计算机科学
- 电气工程 电气工程
- 网络工程 网络工程
背景情况:
- 无线传感器网络 (WSN) 对于监控和自动化至关重要,但由于传感器节点的电池容量存在局限性.
- 传统的LEACH协议使用欧几里德距离进行聚类,这不准确地反映了通信能源成本.
- 现有的能源意识集群方案可能会引入计算复杂性.
研究的目的:
- 提出一个以能源驱动的K-Means为基础的LEACH路由协议,以优化WSN中的能源效率.
- 通过将欧几里德距离替换为能量代理度量来增强集群头的选择.
- 为了提高网络寿命和性能,而不会增加计算开销.
主要方法:
- 开发了一种基于无线电能量消散模型的新能源代理度量,以取代K-平均集群中的欧几里德距离.
- 实施了以能源驱动的K-Means为基础的LEACH协议.
- 通过模拟,评估协议的性能与传统的K-means-Based LEACH和DEEC-KM相比.
主要成果:
- 与K-means-Based LEACH相比,拟议的协议在网络寿命中实现了高达16.98%的改进.
- 在使用寿命,稳定期,交付数据包和各种网络密度的能源消耗方面,DEEC-KM的表现始终优于DEEC-KM.
- 在中低密度网络中取得显著的收益,在密集部署中表现相似.
结论:
- 能源驱动的K-Means-Based LEACH协议为集中式LEACH集群提供了一个轻量级,能源意识的增强.
- 新能源代理指标有效地支持低能耗链路,并惩罚长时间传输,改善集群头部的位置.
- 该协议成功地延长了网络寿命,并改善了能源受限制的WSN的可扩展性.
