无线传感器网络（Wireless Sensor Networks, WSNs）是一种由大量微型传感器节点组成的自组织网络，它们通过无线通信方式收集和传递环境或特定区域的数据。这些节点通常配备有限的能量资源，因此在设计路由协议时，节能是至关重要的。本文主要探讨的是基于能量和距离的WSN分簇路由协议，这是当前研究的热点。 WSN路由协议主要有两种类型：平面路由协议和层次路由协议。平面路由协议通常简单，但可能不适用于大规模网络，因为它可能导致大量的通信开销。相比之下，层次路由协议，特别是基于簇结构的协议，通过将网络节点划分为多个簇，每个簇有一个簇头，可以有效降低通信能耗，延长网络寿命。簇头负责收集簇内节点的数据并转发至基站，从而减少了节点间的直接通信，降低了能量消耗。 LEACH（Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy）协议是WSN中最著名的分簇路由协议之一。在LEACH中，节点通过随机选择的方式竞争成为簇头，簇头的选举概率随着轮次进行动态调整，以确保簇头负载均衡。然而，LEACH协议存在簇头分布不均和无法保证簇负载平衡的问题。 EECS（Energy Efficient Clustering Scheme）协议是对LEACH的一种改进，它引入了一个新的通信代价公式，考虑了节点到簇头的距离和簇头到基站的距离，以优化能量消耗。此外，EECS协议还确保了每个簇的负载均衡，从而提高了网络生命周期。实验表明，EECS相对于LEACH能显著提高网络的生存时间。 尽管EECS在一定程度上解决了LEACH的问题，但它仍然存在簇头分布漏洞和未充分考虑簇头剩余能量的问题。为解决这些问题，文章提出了ADEECS（Advanced EECS）协议。ADEECS引入了竞争延迟的方法来选举簇头，以避免簇头分布漏洞，并在成簇阶段考虑了簇头的剩余能量，以防止能量耗尽过快。此外，它还采用了可变发射功率的无线传输能量消耗模型，允许节点根据需要调整发射功率，进一步优化能量利用。 基于能量和距离的无线传感器网络分簇路由协议旨在通过高效分簇和智能的数据传输策略，实现网络的长期稳定运行。这些协议通过优化能量消耗，平衡簇头负载，以及考虑节点间距离，提高了WSNs的整体性能和生存时间，使其在各种应用领域，如环境监测、军事监控和医疗保健中，具有广泛的应用潜力。

针对无线传感器网络分簇路由协议所筛选簇头节点的位置分布不均衡及转发节点的数据传输路径不合理会加剧节点能量消耗、缩短网络生存周期的问题，提出一种基于改进粒子群优化算法的分簇路由协议。在簇头选举过程中，通过定义节点的能量因子和位置均衡因子建立新的适应度函数，评估和选择更优的候选簇头节点；通过优化的自适应学习因子调整候选簇头节点的位置更新速度，扩大局部搜索并加快全局搜索的收敛速度。根据转发节点与基站的距离确定采用单跳还是多跳传输方式，设计一种基于最小生成树的多跳方法，为转发节点数据传输选择最优的多跳路径。仿真测试结果表明，基于改进粒子群算法的分簇路由协议能够选举能量与位置更均衡的簇头节点和转发节点，缩短了网络的通信距离，节点的能耗更低且更均衡，有效延长了网络生存周期。

提出了一种能量负载均衡高效的路由协议LEACH-improved节能算法。该算法通过加入间距因子、剩余能量因子和节点密度因子来改进阈值计算式，综合考虑节点剩余能量和地理位置选择簇首。此外，在不同 WSN的应用场景中，根据剩余能量和地理位置对簇首的选择起到的作用大小不同，引入加权因子。仿真实验结果表明，改进后的算法有效地节省了网络的能量消耗，网络生命周期得到延长。

安全技术-网络信息-能量高效的无线传感器网络分簇路由协议研究.pdf

路由协议能实现认知无线传感器网络（CRSN,cognitive radio sensor network）内部感知数据的有效汇聚传输，尤其是分簇路由协议能进一步降低路由选择的复杂度、提升网络可扩展性，对整体网络性能至关重要。因此，针对CRSN分簇路由协议进行综述研究。首先，在简要介绍CRSN分簇概念和优势的基础上，阐述CRSN分簇算法设计考虑的主要因素。其次，探讨CRSN分簇路由协议设计面临的挑战及应遵循的基本设计原则。再次，系统的分析和总结CRSN分簇路由协议的研究现状。最后，指出CRSN分簇路由协议研究中亟待解决的问题及未来的研究方向。

基于OMNET++ 4.6的LeachCen分簇路由协议源代码，对源代码通过注释进行了详细的说明，亲测能够运行

本文为解决在城市轨道交通实际环境中无线传感器网络能耗不均、数据延迟和冗余等问题，通过设计并采用基于链式的分簇路由（LP）协议，并结合在NS2环境下对该无线传感器网络进行虚拟仿真，从网络能量的消耗、网络延迟以及汇聚节点接收到的数据量三个角度进行对比分析；得到实验结论，相对于分簇路由协议和链状路由协议网络，LP协议的网络延时降低了70%，网络能耗降低了50%，汇聚节点接收到的数据量提高了10%。LP协议有效地延长了网络的生命周期并且节省了网络的能耗，十分适合城市轨道交通这一特殊领域，达到了预期目的。