LEACH – Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy
LEACH é a sigla para Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy, um protocolo projetado especificamente para Wireless Sensor Networks (WSNs) com o objetivo central de reduzir o consumo energético dos nós sensores. Ele parte da premissa de que, em redes de sensores alimentadas por bateria, a transmissão de dados é a operação mais custosa em termos de energia. Por isso, o LEACH propõe uma organização hierárquica da rede, na qual os nós são agrupados em clusters, reduzindo a quantidade de transmissões de longa distância.
O funcionamento do LEACH baseia-se na eleição periódica de nós chamados Cluster Heads (CHs). Esses nós assumem temporariamente a responsabilidade de coletar os dados de todos os sensores do seu cluster, realizar agregação ou fusão de dados e transmitir o resultado para a Base Station (BS). A escolha dos CHs é feita de forma probabilística e rotativa, garantindo que o custo energético de atuar como líder seja distribuído ao longo do tempo entre os nós da rede, evitando que alguns sensores se esgotem prematuramente.
Do ponto de vista de sistemas embarcados, o LEACH introduz um modelo de firmware orientado a estados operacionais bem definidos, nos quais o nó alterna entre modos de membro comum e líder de cluster. Isso implica em temporização precisa, controle rigoroso de consumo e lógica de rede embarcada suficientemente simples para rodar em microcontroladores de baixo custo e baixa capacidade computacional. A agregação de dados no CH também reduz o tráfego global, algo essencial quando se trabalha com rádios de baixa taxa e alto custo energético por bit transmitido.
Em termos de contexto de uso, o LEACH é particularmente adequado para redes estáticas, com grande número de nós distribuídos de forma relativamente homogênea, como monitoramento ambiental, agrícola ou estrutural. Embora não seja amplamente utilizado de forma direta em pilhas IoT comerciais modernas, seus princípios aparecem claramente em redes como Zigbee, Thread e em soluções industriais hierárquicas. O LEACH deve ser entendido menos como um protocolo “pronto para uso” e mais como um modelo conceitual fundamental que influenciou profundamente o desenho de protocolos energicamente eficientes em IoT e sistemas embarcados distribuídos.
