Leach和TEEN.pptx

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LEACHLEACH：

低功耗：

低功耗自适应集簇分层型自适应集簇分层型协议协议和和TEENTEEN：

阈值敏感的节能型协议：

阈值敏感的节能型协议目录目录LEACHLEACH：

低功耗：

低功耗自适应集簇分层型自适应集簇分层型协议协议TEEN：

阈值敏感的节能型协议11LEACHLEACH协议协议22TEENTEEN协议协议33比较总结比较总结LEACHLEACH协议协议LEACHLEACH协议简介、工作过程及优缺点协议简介、工作过程及优缺点11LEACHLEACH全全称称是是“低低功功耗耗自自适适应应集集簇簇分分层层型型协协议议”（LowLowEnergyEnergyAdaptiveAdaptiveClusteringClusteringHierarchy）Hierarchy）。

它它是是主主动动网网络络的的路路由由算算法法，是是无无线线传传感感器器网网络络中中提提出出的的第第一一个个分分级级路路由由协协议议。

其其特特征征主主要要有有：

本本地地协协调调以以产产生生集集群群、动动态态的的选选举举集集群群的的“簇簇头头”节节点点同同数数据据融融合合技技术术相相结结合合。

其其后后的的大大部部分分分分级级路路由由协协议议都都是是在在LEACHLEACH的的基基础础上上发发展展起起来来的的。

LEACHLEACH算算法法首首先先将将无无线线传传感感器器网网络络中中的的节节点点分分成成簇簇，然然后后选选举举出出“簇簇头头节节点点”，簇簇头头节节点点接接收收其其簇簇内内成成员员节节点点的的数数据据后后，再将经过数据融合处理后的数据发送给基站。

再将经过数据融合处理后的数据发送给基站。

LEACHLEACH的的基本基本LEACHLEACH协议简介协议简介LEACHLEACH协议简介协议简介思思想想是是通通过过随随机机循循环环地地选选择择簇簇头头节节点点，从从而而将将整整个个网网络络的的能能量量负负载载平平均均分分配配到到每每个个传传感感器器节节点点中中，达达到到降降低网络能源消耗、提高网络整体生存时间低网络能源消耗、提高网络整体生存时间的目的的目的。

LEACHLEACH协协议议节节约约能能量量的的主主要要原原因因在在于于它它运运用用了了数数据据压压缩缩技技术术和和分分层层动动态态路路由由技技术术，通通过过本本地地的的联联合合工工作作来来提提高高网网络络的的可可扩扩展展性性和和鲁鲁棒棒性性，通通过过数数据据融融合合技技术术来来减减少少发发送送的的数数据据量量，通通过过把把节节点点随随机机的的设设置置成成为为“簇簇头头节节点点”来来达达到到在在网网络络内内部部负负载载均均衡衡的的目目的的，防防止止簇簇头节头节点的过快死亡点的过快死亡。

LEACHLEACH协协议议主主要要通通过过随随机机选选择择聚聚类类首首领领，平平均均分分担担中中继通信业务来实现，它分为两个阶段，即继通信业务来实现，它分为两个阶段，即类准备类准备阶段阶段和和就就绪绪阶阶段段。

在在类类准准备备阶阶段段，LEACHLEACH协协议议随随机机选选择择一一个个传传感感器器节节点点作作为为头头节节点点，头头节节点点与与其其附附近近的的节节点点构构成成簇簇，头头节节点点就就成成为为簇簇首首领领。

为为了了防防止止某某个个节节点点长长期期作作为为簇簇头头节节点点而而能能量量损损耗耗过过多多，利利用用簇簇头头选选举举算算法法使使得得每每个个节节点点都都有有成成为为簇簇头头节节点点的的机机会会，簇簇头头节节点点负责簇内部和各个簇之间的通信。

负责簇内部和各个簇之间的通信。

LEACHLEACH定定义义了了“轮轮”（round）（round）的的概概念念，一一轮轮由由初初始始化化和和稳稳定定工工作作两两个个阶阶段段组组成成，为为了了避避免免额额外外的的处处理理开开销销，稳定态一般持续相对较长的时间。

稳定态一般持续相对较长的时间。

LEACHLEACH工作过程工作过程LEACHLEACH工作过程工作过程节节点点都都有有概概率率pp做做簇簇首首领领。

在在前前rr轮轮中中做做过过簇簇首首领领的的节节点点，在在以以后后的的（1/p-r）（1/p-r）轮轮中中不不能能再再做做簇簇首首领领，以以增增加加其其它它节节点点做做簇簇首首领领的的概概率率。

经经过过11pp轮轮，所所有有节节点点重重新新具具有有概概率率PP做做簇簇首首领领，这这样样重重复复循循环环。

一一旦旦聚聚类类首首领领被被选选定定，它它们们便便使使用用相相同同的的能能量量主主动动向向所所有有节节点点广广播播这这一一消消息息，非非簇簇头头节节点点根根据据最最小小通通信信能能量量原原则则选选择择应应该该加加入入的的簇簇，然然后后簇簇头头节节点点给给属属于于其其聚聚类类的的节节点点分分配配通通信信时时隙隙，非非簇簇头头节节点点只只能能在在其其特特定定的的时时隙隙内内与与簇簇头头节节点进行通信点进行通信。

簇簇一一旦旦形形成成，数数据据传传输输便便可可开开始始，即即稳稳定定工工作作阶阶段段。

节点持续采集监测数据，在其相应时隙，。

节点持续采集监测数据，在其相应时隙，使用使用最最LEACHLEACH工作过程工作过程LEACHLEACH优缺点优缺点小小能能量量传传输输数数据据给给簇簇头头节节点点。

在在不不发发送送数数据据时时，节节点点关关闭闭以以节节约约能能量量。

当当所所有有数数据据接接收收完完毕毕后后，簇簇头头节节点点进进行行必必要要的的数数据据融融合合处处理理，然然后后发发送送到到基基站站。

因因基基站站较较远远，通通信信耗耗能能较较多多，因因此此这这是是一一种种减减小小通通信信业业务务量量的的合合理理工工作作模模式式。

持持续续一一段段时时间间以以后后，整个网络进入整个网络进入下一轮工作周期，重新选择簇首领下一轮工作周期，重新选择簇首领。

优优点点：

LEACHLEACH算算法法是是通通过过簇簇头头选选举举机机制制进进行行最最优优化化能能量量使使用用效效率率的的协协议议体体系系，精精华华之之处处在在于于分分布布式式的的成成簇簇技技术术和和自自适适应应的的成成簇簇算算法法以以及及簇簇首首位位置置的的轮轮换换算算法法，其其中中分分布布式式成成簇簇技技术术保保证证了了大大数数目目的的节节点点的的自自组组织织行行为为，自自适适应应成成簇簇算算法法以以及及簇簇首首位位置置的的轮轮换算法保证所有的节点换算法保证所有的节点公平地承担能量消耗的负担公平地承担能量消耗的负担，从而，从而延长延长了整个系统的生存时间。

了整个系统的生存时间。

缺点缺点：

由于每轮固定簇头之后再建立簇类，所以簇头由于每轮固定簇头之后再建立簇类，所以簇头开销大开销大；簇头节点的数目一般为节点数的簇头节点的数目一般为节点数的55，当传感器的，当传感器的分布密度不分布密度不同同时，固定节点数的做法并不能最优化网络开销时，固定节点数的做法并不能最优化网络开销。

LEACHLEACH提出的簇头选举机制没有考虑实际传感器节点的提出的簇头选举机制没有考虑实际传感器节点的具具体地理位置体地理位置，可能距离很近的节点群中有多个簇头节点，这样，可能距离很近的节点群中有多个簇头节点，这样会把距离很近的节点群划分为多个簇类，即不能保证簇头会把距离很近的节点群划分为多个簇类，即不能保证簇头均匀均匀地分布地分布在整个网络中，使得簇头节点分布在整个网络中，使得簇头节点分布不均匀不均匀。

LEACHLEACH优缺点优缺点LEACHLEACH优缺点优缺点各各簇簇点点与与基基站站直直接接通通信信，采采取取的的是是一一跳跳的的通通信方式，信方式，距离远的簇头节点消耗的能量大距离远的簇头节点消耗的能量大。

没没有有考考虑虑节节点点当当前前的的能能量量状状况况，如如果果能能量量很很低低的的节节点点也也当当选选为为簇簇头头节节点点，那那么么会会加加速速该该节节点点的的死亡，从而影响整个网络的周期死亡，从而影响整个网络的周期。

为为了了保保证证簇簇头头节节点点的的均均匀匀分分布布，LEACHLEACH需需要要周周期期性性的的重重新新选选举举簇簇头头，选选举举簇簇头头节节点点会会过过多多地地浪浪费费系统的系统的资源资源。

22TEENTEEN协议协议TEENTEEN的简介、工作过程、优缺点的简介、工作过程、优缺点TEENTEEN全全称称是是“阈阈值值敏敏感感的的高高能能效效传传感感器器网网络络协协议议”（ThresholdThresholdsensitivesensitiveEnergyEnergyEfficientEfficientSensorSensorNetworkNetworkprotocolprotocol，TEENTEEN），该该协协议议是是在在LEACHLEACH协协议议的的基基础础上上发展而来发展而来的。

的。

依依照照应应用用模模式式的的不不同同可可以以将将无无线线传传感感器器网网络络路路由由协协议议分分为为主主动动（proactive）（proactive）和和响响应应（reactive）（reactive）两两种种类类型型。

主主动动型型传传感感器器网网络络持持续续监监测测周周围围的的物物质质现现象象，并并以以恒恒定定速速率率发发送送监监测测数数据据；而而响响应应型型传传感感器器网网络络只只是是在在被被观观测测变变量量发发生生变变化化时时才才传传送送数数据据。

相相比比之之下下，响响应应型型传传感感器器网网络络更更适适合合于于对对时时间间敏敏感感的的应应用用。

TEENTEEN协议简介协议简介TEENTEEN是是第第一一个个针针对对于于响响应应型型的的网网络络的的层层次次型型WSNWSN路路由由协协议议。

TEENTEEN的的工工作作方方式式基基本本上上和和LEACHLEACH相相同同，只只不不过过在在每每一一次次重重新新选选簇簇成成立立簇簇区区域域之之后后，簇簇首首节节点点需需要要向向簇簇内内成成员员广广播播以以下下三三个个参参数：

数：

（1）1）特征值：

用户所关心数据的物理参数。

特征值：

用户所关心数据的物理参数。

（2）2）硬硬门门限限（HardHardThresholdThreshold，HTHT）：

监监测测数数据据特特征征值值的的绝绝对对门门限限值值。

当当节节点点监监测测到到的的特特征征值值超超过过这这个个门门限限，才才启启动动发发射射机向簇首节点报告这个数值。

机向簇首节点报告这个数值。

（3）3）软软门门限限（SoftSoftThresholdThreshold，STST）：

监监测测特特征征值值的的小小范范围围变化门限变化门限从而触发节点启动发射机向簇首报告数据。

从而触发节点启动发射机向簇首报告数据。

TEENTEEN协议简介协议简介在在TEENTEEN中中定定义义了了这这两两个个硬硬、软软两两个个门门限限值值，以以确确定定是是否否需需要要发发送送监测数据。

具体监测数据。

具体工作过程工作过程为：

为：

（1）1）节节点点持持续续不不断断地地从从外外界界感感应应获获取数据。

取数据。

（2）2）感感应应数数据据的的特特征征值值第第一一次次超超过过了了它它的的硬硬门门限限，节节点点就就在在接接着着到到来来的的时时隙隙内内启启动动发发射射器器发发送送该该感感应应数数据，这个特征值也被据，这个特征值也被存储到节点存储到节点的的特征值硬阈值发送数据YN外外部部变变量量中中称称为为感感应应值值（Sensed（SensedValueValue，简称，简称SV）SV）。

（3）3）当且仅当以下两个条件当且仅当以下两个条件都成立都成立时，节点才会启动时，节点才会启动下一次下一次的数据传的数据传送：

送：

当前感应到的特征值当前感应到的特征值大于大于硬硬门限值。

门限值。

当前感应到的特征值与当前感应到的特征值与SVSV的的差值差值大于等于大于等于软门限值。

软门限值。

特征值硬阈值特征值软阈值硬阈值特征值-SV发送数据YNNN（4）4）每每次次节节点点发发送送完完当当前前感感应应的的特特征征值值数数据据，SVSV就就设设置置为为该该值值。

直至。

直至一个周期一个周期过去，新的簇形成，过