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无线传感网络(Wireless Sensor Network, WSN)是一种由大量的集成传感、数据处理和短距离无线通讯功能的传感器节点组成的以数据为中心的无线自组织网络，是21世纪最有发展前景的技术之一。无线传感网络因其广阔的应用前景和独特的技术挑战吸引了众多学者的研究兴趣。路由协议是任何类型的网络所必备的关键技术之一，当然也包括无线传感网络。路由协议的性能决定了整个无线传感网络的性能。无线传感网络与传统的无线网络有着很大的不同，这给无线传感网络路由协议的设计提出了很大的挑战。无线传感网络的特殊需求和技术特点给路由协议提出了高能效、可扩展、支持数据融合等设计目标。本论文针对无线传感网络路由机制进行了深入研究。首先，对无线传感网络的技术特点进行了分析研究，并对已有无线传感网络路由协议进行了分析和对比，指出分簇路由机制的优势。随后研究了分簇路由机制的原理和特点，并在此基础上设计了一种基于分簇机制的多层次分布式簇丛路由算法MLDCR。该算法的将实现的可行性作为首要目标，使用了树形多层次的拓扑结构，使用分布式的算法完成成簇组网和数据路由等功能。本文还将所设计的MLDCR协议在基于IEEE 802.15.4的MAC协议之上加以实现。IEEE 802.15.4标准所规定的低速无线个人区域网是非常适合无线传感网络的技术。最后，设计并制作了基于CC2530的硬件测试平台，并对整个网络系统进行了测试，并做出结论与分析。