LEACH路由协议中簇头的选举和分簇 j江南大学

无线传感网技术实验报告（四）班级：微电子1101学号：0301110115姓名：杨海平一，实验目的：通过仿真实验掌握LEACH路由协议中簇头的选举和分簇。二，实验内容：在100*100M2的正方形区域里，随机分署有100个传感节点，簇头占所有节点的比例为P=1/10，汇聚节点sink的位置坐标为（50,50）。（1），绘制网络分布图；（2），选举簇头，并在分布图中标注；（3），组簇，并画出簇成员与簇头的连线，以及簇头与sink的连线。三，实验方法：（1），在边长为100m的正方形中，产生传感器节点数为100的随机分布图，且sink节点的位置坐标为（50,50）；（2），簇头选举选举原则：一个传感器节点随机选择0和1之间的一个值，如果选定的随机数小于阈值T（n），那么这个节点成为簇头节点；11[mod()]()0PnGPrTnP其他=P：簇头所占节点的比例；r:当前的轮数；G：是在1/P轮的循环中未当选过簇头的节点的集合。（3），组簇组簇原则：传感器节点加入距离最近的簇头。（4），完成二轮以上（选做）。四，实验分析过程：（1），实验内容一：当通信半径R=50M，信标节点个数n=6,12,18,24,30时，按照实验一的方法随机产生X，Y坐标为0~100的n个信标节点的坐标，再随机产生一个未知节点的X，Y坐标，然后判断n个信标节点是否能与未知节点通信，把能与未知节点通信的信标节点X，Y坐标相加，除以能与未知节点通信的节点数，即为用质心定位算法估计的未知节点个数，误差即为未知节点与估计未知节点坐标的距离。每组信标节点个数仿真800次，累加每次仿真的误差，取平均值即得到估计误差。（2），实验内容二：思想方法与实验内容一相同，当信标节点个数n=20，通信半径R=5,10,15,20,25,30,35,40,45,50m时，每组通信半径仿真800次，累加每次仿真的误差，取平均值即得到估计误差。五，程序（1），实验内容一程序如下：clearall;closeall;nbeacon=[612182430];%信标节点个数n=6,12,18,24,30nbeaconi=5;error=zeros(1,nbeaconi);%误差数组errornunknow=1;%知节点个数为1r=50;%通信半径r为50optimes=800;forni=1:1:5;%每组信标节点得到一个平均误差errorsum=0;validtimes=0;%800次仿真中至少有一个信标与未知节点通信的次数foroptimei=1:1:optimesx=100*rand(1,nbeacon(ni));%随机产生X坐标为0~100的信标节点的坐标y=100*rand(1,nbeacon(ni));%随机产生Y坐标为0~100的信标节点的坐标xunknow=100*rand(1,nunknow);%随机产生未知节点的坐标yunknow=100*rand(1,nunknow);%随机产生未知节点的坐标error1=0;%800次仿真中的一小次仿真计算出的误差xsum=0;ysum=0;xunknowcal=0;%800次仿真中的一小次仿真计算的未知节点的坐标yunknowcal=0;%800次仿真中的一小次仿真计算的未知节点的坐标connectedtime=0;%信标与未知节点通信的次数fori=1:1:nbeacon(ni)d=sqrt((x(i)-xunknow)^2+(y(i)-yunknow)^2);ifdr%判断连通与否xsum=xsum+x(i);ysum=ysum+y(i);connectedtime=connectedtime+1;endendifconnectedtime~=0xunknowcal=xsum/connectedtime;yunknowcal=ysum/connectedtime;validtimes=validtimes+1;error1=sqrt((xunknowcal-xunknow)^2+(yunknowcal-yunknow)^2);errorsum=errorsum+error1;%累加误差endenderror(ni)=errorsum/validtimes;%计算平均误差end（2），实验内容二程序如下：clearall;closeall;r=5:5:50;%通讯半径数组error=zeros(1,10);%误差统计forri=1:1:10;%大循环，总共10个通讯半径errorsum=0;validtimes=0;error1=0;foroptime=1:1:800x=100*rand(1,20);%随机产生X坐标为0~100的信标节点的坐标y=100*rand(1,20);%随机产生Y坐标为0~100的信标节点的坐标xunknow=100*rand(1,1);%随机产生未知节点的坐标yunknow=100*rand(1,1);%随机产生未知节点的坐标xsum=0;ysum=0;xunknowcal=0;%800次仿真中的一小次仿真计算的未知节点的坐标yunknowcal=0;%800次仿真中的一小次仿真计算的未知节点的坐标connectedtime=0;fori=1:1:20d=sqrt((x(i)-xunknow)^2+(y(i)-yunknow)^2);ifdr(ri)xsum=xsum+x(i);ysum=ysum+y(i);connectedtime=connectedtime+1;endendifconnectedtime~=0xunknowcal=xsum/connectedtime;yunknowcal=ysum/connectedtime;validtimes=validtimes+1;error1=sqrt((xunknowcal-xunknow)^2+(yunknowcal-yunknow)^2);errorsum=errorsum+error1;%累加误差endenderror(ri)=errorsum/validtimes;%计算平均误差end六，实验结果和分析：（1），实验内容一：表1不同信标节点个数时的误差（通信半径50m）信标节点个数612182430误差（米）21.430219.017217.811317.187216.6767分析：在通信半径一定的情况下，信标节点数越多，定位就越准确。（1），实验内容二：表2不同通信半径时的误差（信标节点个数为20）通信半径（米）5101520253035404550误差（米）3.2816.0258.0159.26410.13111.34812.29514.05715.39417.628分析：在信标节点个数一定的情况下，通信半径越大，定位就越不准确。