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WSNs(Wireless Sensor Networks,无线传感器网络)是一种多跳的自组织无线网络系统。它是由大量的传感器节点组成,它们之间协同合作完成信息采集。每一个微小的传感器节点都有数据收集、数据处理以及无线通信等作用。能量消耗和网络寿命是无线传感器网络的重要研究问题,LEACH协议作为最经典的分层路由协议,它比一般的平面型路由协议延长15%的网络寿命。但是LEACH协议仍然有很多不足。由于传感器节点依靠微型电池供电,所以节约电量非常重要,LEACH协议选择簇头节点的随机性太强导致它在能耗方面还有改进空间;由于LEACH协议要求所有节点直接和基站通信,造成LEACH协议不能应用在大规模的无线传感器网络中;LEACH协议要求利用数据融合技术解决数据冗余问题,但是它并没有设计具体的数据融合算法。本文从LEACH协议入手,分析不足提出改进,并且通过仿真实验阐明改进协议的优越性。本文的主要贡献有:(1)分析研究了LEACH协议的运行机制以及它的优缺点,针对LEACH协议在能耗方面的缺陷,提出了改进协议LEACH-CR。从建簇、数据收集、簇间数据传输以及重新选择簇头节点四个方面详细介绍LEACH-CR协议的特点和运行机制;(2)利用MATLAB工具对LEACH-CR、LEACH、LEACH-C三个协议做仿真比较。主要比较三个协议随着时间的增加而导致的存活节点数量和网络剩余总能量的变化。仿真实验证明LEACH-CR协议在降低能耗方面优于LEACH和LEACH-C协议。(3)针对LEACH协议不能应用在大规模无线传感器网络的问题,提出了LEACH-LS协议。LEACH-LS协议通过在簇头节点层建立若干条通向基站的数据通信链路,从而能够应用在大规模无线传感器网络中。利用MATLAB工具对LEACH-LS协议的网络寿命和收集数据包个数进行了仿真实验,仿真实验结果表明LEACH-LS协议可以应用在大规模的无线传感器网络里。(4)针对LEACH协议没有设计具体的数据融合算法,本文在LEACH协议的基础上添加了均值法和最小距离法,从而有效的解决了单个传感器节点在短时间内产生的数据冗余问题;另外,本文在LEACH协议的基础上设计了循环神经网络的数据融合算法,从而有效的解决了临近的传感器节点在同一时刻产生的数据冗余问题。