池濤,汪磊

面向新疆平原灌區(qū)的LEACH路由算法研究

池濤,汪磊*

上海海洋大學信息學院, 上海 201306

已研究的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)多使用于溫室大棚、中部平原等環(huán)境中，并采用LEACH路由算法均衡網(wǎng)絡(luò)能量，以達到延長網(wǎng)絡(luò)壽命的目的；這些網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點與節(jié)點之間的距離較近、面積規(guī)模較小、每個節(jié)點能量相對充足，因此在使用LEACH路由算法時不容易出現(xiàn)因選取簇頭不當、節(jié)點能耗過快而產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)空洞等問題；但在新疆平原灌區(qū)中進行無線布網(wǎng)時，因硬件成本有限、地理環(huán)境復雜等各種因素的限制，導致部署出來的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種典型的Zig Bee廣域網(wǎng)，該網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點與節(jié)點間距離較遠，不同節(jié)點之間傳輸信息時能量消耗過大，因此當網(wǎng)絡(luò)中選舉不當節(jié)點作為簇頭時會因該節(jié)點能量消耗過快而產(chǎn)生節(jié)點失效的問題，產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)空洞現(xiàn)象；本文針對這種現(xiàn)象，在面向新疆平原灌區(qū)網(wǎng)絡(luò)這一限制區(qū)域中，聯(lián)合節(jié)點距離、密度及剩余能量提出了一種的改進型LEACH算法，該算法針對傳統(tǒng)LEACH算法在隨機選取簇頭過程中的缺點，在簇頭選取過程中，首先將網(wǎng)絡(luò)按照終端節(jié)點與基站之間的距離等級劃分為多個區(qū)域，使得距離基站越近的節(jié)點成為簇頭的概率越大，然后通過各個區(qū)域中節(jié)點密度和剩余能量因素將適合的節(jié)點選舉為簇頭，提高網(wǎng)絡(luò)利用率，解決網(wǎng)絡(luò)空洞問題，延長網(wǎng)絡(luò)生命周期。采用Matlab軟件對改進算法進行仿真，實驗結(jié)果表明在節(jié)點稀疏的網(wǎng)絡(luò)中改進后的LEACH算法比傳統(tǒng)LEACH算法的網(wǎng)絡(luò)壽命提升了16%，且可以滿足新疆平原灌區(qū)中廣域網(wǎng)絡(luò)要求，減少了網(wǎng)絡(luò)空洞問題的產(chǎn)生。

LEACH路由算法; 簇頭; 廣域網(wǎng); 網(wǎng)絡(luò)空洞

新疆是我國農(nóng)業(yè)種植密集區(qū)域，因地理環(huán)境復雜，基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)條件設(shè)施不全等因素的限制，直接影響了新疆農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展。隨著近幾年無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，如何在西部農(nóng)業(yè)灌區(qū)網(wǎng)絡(luò)中設(shè)計一套合適的低功耗路由算法已經(jīng)成為當今社會的一大研究熱點。

自2000年LEACH算法被設(shè)計出來以來[1]，基于均衡無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中能量消耗，延長網(wǎng)絡(luò)壽命的目的，國內(nèi)外研究人員設(shè)計了多套改進型LEACH算法[2-7]。Heinzelman WR等人提出了一種基于簇的LEACH協(xié)議，利用簇內(nèi)隨機旋轉(zhuǎn)選取簇頭來均衡網(wǎng)絡(luò)中能量負載，仿真結(jié)果表明，LEACH協(xié)議與傳統(tǒng)路由協(xié)議相比降低了能耗，網(wǎng)絡(luò)生命周期得到了延長[1]。Ahlawat A，Malik V等人在分析LEACH路由協(xié)議的基礎(chǔ)上提出了一種改進型路由協(xié)議V-LEACH，基于最小距離、最小能量和最大剩余能量等因素在每個網(wǎng)絡(luò)簇中選舉一個副簇頭，用于當簇頭因能量耗盡而死亡后進行取代的作用。仿真結(jié)果表明V-LEACH路由協(xié)議有效延長了網(wǎng)絡(luò)壽命[2]。李年瓊等人針對LEACH路由算法隨機選取簇頭節(jié)點的弊端，提出了一種基于剩余能量和位置的改進型LEACH算法，該算法將傳感器節(jié)點的節(jié)點剩余能量和幾何平均位置作為選簇的重要因素，在此基礎(chǔ)上選最佳簇頭[3]。顧明霞等人針對節(jié)點剩余能量的狀態(tài)，使能量高的節(jié)點盡量成為簇頭，在數(shù)據(jù)傳輸階段采用單跳和多跳結(jié)合的混合通信方式均衡簇頭和基站能量消耗[4]，仿真結(jié)果表明改進后的E_LEACH算法相比于LEACH路由算法更能均衡網(wǎng)絡(luò)能量。葉繼華針對在多種類型數(shù)據(jù)同時采集的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，提出一種改進型可變通周期性策略的能量均衡協(xié)議，將數(shù)據(jù)通信周期和數(shù)據(jù)采集周期分離，采用可變通周期策略來減少網(wǎng)絡(luò)中簇頭節(jié)點的消耗，達到平衡網(wǎng)絡(luò)能量的功能[5]。蔣建明等人在針對水產(chǎn)養(yǎng)殖無線傳感網(wǎng)絡(luò)中測量節(jié)點能耗過快、個別節(jié)點過早失效導致網(wǎng)絡(luò)壽命縮短等問題，聯(lián)合節(jié)點距離基站位置及剩余能量因素選取合適的簇頭節(jié)點提出了一種改進型的LEACH-C算法，該算法在LEACH算法的基礎(chǔ)上將生命周期延長了8%[6]。但是當前改進的LEACH路由算法多是使用于小面積的、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點分布密度較大的小型網(wǎng)絡(luò)中，對于西部這種節(jié)點稀疏的大型廣域網(wǎng)絡(luò)并不適用。

文章針對西部農(nóng)業(yè)灌區(qū)這一應(yīng)用場景，在農(nóng)業(yè)灌區(qū)中隨機網(wǎng)絡(luò)布點，采用Zig Bee和北斗相結(jié)合的方案，設(shè)計了一套基于Zig Bee技術(shù)和北斗點位技術(shù)相結(jié)合的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)。針對隨機簇頭選舉過程中導致節(jié)點能量消耗過快從而導致節(jié)點失效引起的網(wǎng)絡(luò)空洞等問題，在傳統(tǒng)的LEACH算法的基礎(chǔ)上，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點位置、網(wǎng)絡(luò)簇中所有節(jié)點密度等因數(shù)，提出了一種改進型LEACH路由算法，提高了網(wǎng)絡(luò)能量有效性，延長網(wǎng)絡(luò)壽命。實驗證明該算法適用于大多數(shù)節(jié)點密度較低、錨節(jié)點分布稀疏的新疆農(nóng)業(yè)灌區(qū)網(wǎng)絡(luò)中。

1 新疆廣域網(wǎng)絡(luò)分析

圖 1 新疆廣域網(wǎng)絡(luò)

如圖1所示，新疆農(nóng)業(yè)灌區(qū)網(wǎng)絡(luò)通過Zig Bee自組織網(wǎng)絡(luò)將監(jiān)測區(qū)域分為若干簇，網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點主要分為普通節(jié)點、簇頭節(jié)點和基站；普通傳感器節(jié)點用于收集周圍參數(shù)信息，簇頭節(jié)點用于接受傳自普通節(jié)點中的信息，將簇頭節(jié)點的信息傳遞給基站，最后基站將所有的信息匯總傳遞給所需的終端;本網(wǎng)絡(luò)模型中，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點滿足以下條件[8-10]：

1）網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點的構(gòu)造和初始能量相同，節(jié)點能量在網(wǎng)絡(luò)工作的過程中是不能補充的；

2）網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點的通信半徑R是一致且已知的，且發(fā)射功率可控；

3）網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點有唯一標識；

4）網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的位置已經(jīng)通過少量的帶有北斗模塊的節(jié)點監(jiān)測出來；

5）網(wǎng)絡(luò)中的基站能量不需要我們考慮。

與常見無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的不同在于新疆農(nóng)業(yè)灌區(qū)網(wǎng)路面積更大，且網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點數(shù)目更少，導致網(wǎng)絡(luò)節(jié)點密度遠遠低于常規(guī)網(wǎng)絡(luò)，一些常規(guī)的路由算法（例如LEACH路由算法）在這種廣域網(wǎng)中并不能適用[11-13]。

1.1 LEACH協(xié)議分析

LEACH協(xié)議是一種基于分簇的低功耗自適應(yīng)路由協(xié)議，是層次型路由協(xié)議的典型代表。該算法的核心思想：將整個網(wǎng)絡(luò)分為多個簇，并引入”輪”的概念，每輪可以分為粗的建立和穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸階段，每次循環(huán)以隨機的方式選取簇頭節(jié)點，簇中其余節(jié)點收集附近的信息，并將信息匯集到簇頭，由簇頭將簇中所有信息進行融合傳遞給基站。簇頭融合傳遞本簇中所有信息，因此能量消耗消耗比其余節(jié)點快，該協(xié)議在每輪中將不同的節(jié)點輪轉(zhuǎn)為簇頭，這種輪轉(zhuǎn)將網(wǎng)絡(luò)中能量消耗均衡到每個節(jié)點，達到降低網(wǎng)絡(luò)能量消耗，延長網(wǎng)絡(luò)壽命的目的。讓網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點完成輪轉(zhuǎn)，實現(xiàn)每個節(jié)點成為簇頭完成信息融合傳遞是該協(xié)議的重要核心所在。

圖2顯示了LEACH算法的運作過程。

圖 2 LEACH算法運行過程

在建立階段采用隨機自治的方式選取簇頭，簇頭的選取是獨立的、自治的，每個節(jié)點都有相同的概率成為簇頭。在選取過程中，每個節(jié)點產(chǎn)生0~1之間的隨機數(shù)，如果這個隨機數(shù)大于閾值()，則此節(jié)點為普通節(jié)點，反之，則設(shè)置為簇頭節(jié)點，簇頭節(jié)點產(chǎn)生后向網(wǎng)絡(luò)中其余節(jié)點進行廣播，普通節(jié)點接受到簇頭信息后，加入距離較近的簇頭組成的簇中；在每輪中，只要該節(jié)點擔任過簇頭，則把()設(shè)置成0，在以后的輪中不再擔任簇頭。()的公式如（1）所下：

礦體主要分布于花崗閃長斑巖侵入體與香夼組灰?guī)r接觸帶上，共探明64個礦體，礦體呈脈狀、透鏡狀、似層狀、囊狀，主礦體向下700m仍為封閉[12]。礦化具有明顯的分帶現(xiàn)象，垂向上由淺部向深部，平面上由外部向內(nèi)部，依次為矽卡巖鉛鋅礦帶、矽卡巖-斑巖銅硫礦帶、斑巖銅鉬礦帶。礦石主要包括矽卡巖型和絹英巖化斑巖型兩類，礦石主要呈浸染狀、細脈浸染狀、塊狀及條帶狀構(gòu)造。圍巖蝕變自巖體內(nèi)部向外圍蝕變類型依次為：硅化、絹云母化、鉀化→矽卡巖化→綠泥石化、綠簾石化、絹云母化、碳酸鹽化等。

：簇頭在所有節(jié)點中的比例；：選取的輪數(shù)；rmod(1/)：表示這一輪中當選為簇頭的節(jié)點的個數(shù)；：這一輪中未當選為簇頭節(jié)點的集合。

在穩(wěn)定的數(shù)據(jù)通信階段，簇內(nèi)其余節(jié)點將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給簇頭，簇頭把其余非簇頭節(jié)點的信息融合后發(fā)送給基站，在這一過程中簇頭需要消耗大量的能量，經(jīng)過一段的數(shù)據(jù)傳送后，節(jié)點進行下一輪的工作。

通過周期性隨機選取簇頭和網(wǎng)絡(luò)重組將網(wǎng)絡(luò)中消耗的能量均衡到每一個節(jié)點中達到延長網(wǎng)絡(luò)壽命的目的，提高網(wǎng)絡(luò)生存的總體時間，避免簇頭節(jié)點因消耗過快而產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)壽命提前結(jié)束的問題。但是LEACH算法仍然存在不足：①LEACH算法中隨機選取簇頭節(jié)點的方式會造成簇分布不合理現(xiàn)象，增加了某些簇頭節(jié)點的負擔，導致某些離基站較遠的簇過早因能量消耗過快導致網(wǎng)絡(luò)空洞等問題；②LEACH算法中每個簇內(nèi)節(jié)點分布不均，增加了某些簇頭節(jié)點的能量消耗，降低網(wǎng)絡(luò)負載平衡。

2 LEACH路由算法的改進

在新疆平原灌區(qū)網(wǎng)絡(luò)中因節(jié)點隨機分布，導致傳統(tǒng)LEACH算法選舉出來的簇頭節(jié)點并不能最好地發(fā)揮整個網(wǎng)絡(luò)的功能，當某些偏遠節(jié)點當選為簇頭時容易使網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)空洞[14,15]。改進后的LEACH路由算法節(jié)能核心思想是：對網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點距離基站的位置進行劃分，增加距離基站較近位置的節(jié)點成為簇頭的概率，然后通過網(wǎng)絡(luò)簇中節(jié)點密度及剩余能量因子選取合適簇頭節(jié)點，則簇頭將普通節(jié)點傳遞額信息進行融合后傳遞給基站時消耗能量比遠距離簇頭傳遞信息所消耗的能量要少，使選舉出的簇頭節(jié)點能延長網(wǎng)絡(luò)壽命，更適用與新疆平原灌區(qū)中。改進型LEACH路由算法的簇頭選取階段優(yōu)化主要分為兩步：①通過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點區(qū)域劃分；②區(qū)域節(jié)點密度、能量劃分。

2.1 簇頭節(jié)點優(yōu)化選舉

2.1.1 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點區(qū)域劃分由于LEACH算法中對簇頭的選取是隨機的，導致簇頭集中分布不合理。本算法通過節(jié)點距離基站位置將整個網(wǎng)絡(luò)劃分為8個區(qū)域，如圖3所示。

圖 3 網(wǎng)絡(luò)區(qū)域劃分

在每個區(qū)域中固定簇頭的比例，其中區(qū)域1中代表基站，不需要設(shè)置簇頭，其余區(qū)域中簇頭按以下步驟：

1）區(qū)域理想簇頭比例：

2）每個區(qū)域中節(jié)點的數(shù)目：Q

3）區(qū)域中簇頭節(jié)點的比例：

*=C/Q(3)

采用區(qū)域節(jié)點分區(qū)的方法對節(jié)點成為簇頭的概率進行了初步劃分，對每個區(qū)域的簇頭比例進行了嚴格控制，防止了簇頭分布嚴重不均勻的問題，這樣避免了不合理簇頭的產(chǎn)生。

2.1.2 區(qū)域節(jié)點密度、能量劃分通過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點分區(qū)的方法劃分了不同區(qū)域內(nèi)簇頭節(jié)點的比例，解決了簇頭分布不合理的問題，再結(jié)合每個區(qū)域中節(jié)點能量及密度值，解決簇內(nèi)節(jié)點分布不均勻、剩余能量較少的問題。

1)設(shè)置剩余能量限制條件

每個區(qū)域中節(jié)點參與簇頭的選舉時剩余能量e需要滿足以下條件：

avr：整塊網(wǎng)絡(luò)區(qū)域中存活節(jié)點的平均能量；：每塊區(qū)域中存活節(jié)點的數(shù)目。

表示區(qū)域中每個存活的節(jié)點只有在剩余能量大于avr的時候才能有條件當選為該簇的簇頭節(jié)點。避免了在傳統(tǒng)LEACH算法中能量過少的節(jié)點成為簇頭，加快節(jié)點死亡的突出問題。

2)設(shè)置節(jié)點密度限制條件

注：*為（3）中*;

算法工作流程如圖4所示。

圖4 改進算法流程圖

通過*()可知，普通節(jié)點對最近簇頭和基站位置進行比較，判斷將信息直接傳遞給基站還是簇頭；當離基站距離越近的區(qū)域內(nèi)簇頭節(jié)點的比例越高，節(jié)點的周圍節(jié)點數(shù)目越多時，節(jié)點成為簇頭的概率得到提升，反之則成為簇頭節(jié)點的概率越低。該改進后的LEACH算法有效解決了西部平原灌區(qū)網(wǎng)絡(luò)中簇內(nèi)節(jié)點分布不均勻、簇頭節(jié)點分布不均和網(wǎng)絡(luò)空洞的問題，能有效使用于西部農(nóng)業(yè)中。

3 仿真及結(jié)果分析

為了評價改進后LEACH算法的性能，利用MATLAB工具對本文的改進型LEACH算法和傳統(tǒng)LEACH算法進行比較。選取面積為400 m*400 m大小區(qū)域，在該區(qū)域內(nèi)隨機布置N個節(jié)點，基站坐標為（0 m,0 m），簇頭的比例占整個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的10%，每個節(jié)點的傳感半徑為40 m，節(jié)點初始能量為0=0.5 J，自由空間信道模型的能耗參數(shù)?=10 PJ/bit/m2,多路信道衰減信道模型參數(shù)?=0.0013 PJ（bit*m4，最大循環(huán)次數(shù)rmax=500。

仿真實驗中以不同節(jié)點密度下LEACH算法和改進后LEACH算法中節(jié)點存活時間為指標評判算法對整體網(wǎng)絡(luò)性能的影響。

圖 5 節(jié)點存活率比較圖（50個節(jié)點）

圖 6 節(jié)點存活率比較圖(100個節(jié)點)

圖 7 節(jié)點存活率比較圖（150個節(jié)點）

如圖5、6、7所示，分別為50個節(jié)點、100個節(jié)點、150個節(jié)點在400 m*400 m的區(qū)域中節(jié)點死亡率，每圖左邊為LEACH算法，右圖為改進后的LEACH算法，一般情況下，整體網(wǎng)絡(luò)中80%節(jié)點死亡后，說明該網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)死亡；實驗結(jié)果證明，在節(jié)點密度為0.0003個/m2的網(wǎng)絡(luò)中改進后LEACH算法比傳統(tǒng)LEACH算法存活率提高了16%；在節(jié)點密度為0.0006個/m2的網(wǎng)絡(luò)中改進后LEACH算法比傳統(tǒng)LEACH算法存活率提高了19%；在節(jié)點密度為0.0003個/m2的網(wǎng)絡(luò)中改進后LEACH算法比傳統(tǒng)LEACH算法存活率提高了24%；因此在節(jié)點稀疏的新疆平原區(qū)域可以使用改進后的LEACH算法，以達到延長網(wǎng)絡(luò)壽命，減少網(wǎng)絡(luò)空洞的作用。

4 結(jié)語

路由算法的研究對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在新疆平原區(qū)域中的應(yīng)用有著重要的意義，它的性能直接影響著在實際應(yīng)用中的實用性。本文在常規(guī)的LEACH路由算法的基礎(chǔ)上，采用新型的簇頭選舉策略來保證整體網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點能量均衡，進一步延長了網(wǎng)絡(luò)壽命。實驗表明，改進型的LEACH路由算法在實際中延長了網(wǎng)絡(luò)整體壽命，在一定程度上避免了網(wǎng)絡(luò)空洞的產(chǎn)生。

[1] Heinzelman WR, Chandrakasan A, Balakrishnan H. Energy-efficient communication protocol for wireless sensor networks[C]// Hawaii International Conference on System Sciences, IEEE Computer Society, 2000:8020

[2] Ahlawat A, Malik V. An Extended Vice-Cluster Selection Approach to Improve V Leach Protocol in WSN[C]// Third International Conference on Advanced Computing & Communication Technologies, IEEE Computer Society, 2013:236-240

[3] 李年瓊,黃宏光,李鵬.基于剩余能量和位置的LEACH改進算法[J].計算機工程,2012,38(24):70-73,77

[4] 顧明霞.一種新的基于LEACH的WSN路由算法[J].計算機仿真,2011,28(8):129-133

[5] 葉繼華,王文,江愛文.一種基于LEACH的異構(gòu)WSN能量均衡成簇協(xié)議[J].傳感技術(shù)學報,2015,28(12):1853-1860

[6] 蔣建明,史國棟,李正明,等.基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能型水產(chǎn)養(yǎng)殖自動監(jiān)控系統(tǒng)[J].農(nóng)業(yè)工程學報,2013,29(13):166-174

[7] 葉繼華,王文,江愛文.一種基于LEACH的異構(gòu)WSN能量均衡成簇協(xié)議[J].傳感技術(shù)學報,2015(12):1853-1860

[8] 周潔,石志東,張震,等.WSN中一種基于LEACH協(xié)議的改進算法[J].上海大學學報:自然科學版,2013,19(2):116-119

[9] 馬建樂,楊軍.基于位置和剩余能量的局部集中式LEACH算法研究[J].傳感技術(shù)學報,2013(8):1147-1151

[10] 廖明華,張華,王東.基于LEACH協(xié)議的簇頭選舉改進算法[J].計算機工程,2011,37(7):112-114

[11] 嚴斌亨,陳任秋,劉軍.能量優(yōu)化的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)LEACH算法[J].傳感器與微系統(tǒng),2016,35(7):120-122

[12] 譚軍.簇首選擇改進的LEACH無線傳感器路由協(xié)議[J].計算機應(yīng)用與軟件,2015(6):171-173

[13] Ran G, Zhang HZ, Gong SL. Improving on LEACH Protocol of Wireless Sensor Networks Using Fuzzy Logic[J]. Journal of Information & Computational Science, 2010,7(3):767-775

[14] Godbole V. FCA-An Approach On LEACH Protocol Of Wireless Sensor Networks Using Fuzzy Logic[J]. International Journal of Computer Communications and Networks(IJCCN), 2013,2(3):1-13

[15] Banimelhem O, Taqieddin E, Awad F,. Fuzzy Logic-Based Cluster Heads Percentage Calculation for Improving the Performance of the LEACH Protocol[J]. International Journal of Fuzzy System Applications, 2015,4(4):100-118

Study on LEACH Routing Algorithm for Xinjiang Plain Irrigation Area

CHI Tao, WANG Lei*

201306,

With the wide use of wireless sensor networks in agricultural areas, the LEACH routing algorithm is often used to balance the energy of the network in the agricultural region,to achieve the purpose of prolonging network life;In these networks, the distance between the node and the node is very close, the network area is very small and the energy of each node is relatively sufficient, therefore, it is not easy to generate the network hole problem caused by the irrational network holes caused by randomly selected cluster heads when using the LEACH routing algorithm; but the wireless distribution network in Xinjiang plain irrigation area, various factors such as hardware cost and special geographic environment are considered. So that the deployed wireless sensor network is a typical ZigBee wide area network. In this network, the distance between nodes is far from the nodes, therefore, cluster heads can't be randomly selected in the network. If the improper nodes are selected as cluster heads, the energy consumption of nodes will be too fast, resulting in node failure and network cavitation. In view of this phenomenon, this paper proposes an improved LEACH algorithm based on node distance and node density, the algorithm for the traditional LEACH algorithm in randomly selected cluster head in the process of the shortcomings in the cluster head selection process, considering the residual energy of node and the network node location and node density, as far as possible to select higher residual energy in a network node density is high in the area from the base station node distance as the cluster head to Improve network utilization, solve the problem of network hole and prolong the life cycle of network.

LEACH routing algorithm; cluster head;wide area network; network cavity

TP302.1

A

1000-2324(2019)04-0675-06

2018-05-07

2018-08-12

國家自然科學基金(61561027);上海市自然科學基金(16ZR1415100)

池濤(1976-),博士/博士后,副教授,研究方向為嵌入式系統(tǒng)及農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng). E-mail:tchi@shou.edu.cn

Author for correspondence. E-mail:907861285@qq.com