无线传感器网络是由多个具体感知、计算和通信能力的传感器节点组成。这些节点的感知范围必须完全覆盖这个网络区域,并且需要将感知到的数据发送至基站。典型的无线传感器网络中,传感器节点将感知到的数据以多跳的形式发送至基站,导致越靠近基站的节点承担的转发任务越多,就越容易过早死亡,而形成“能量空洞”。为解决上述问题,本文提出了一种基于虚拟力的无线传感网能量空洞避免机制(VFEM),通过对节点位置的优化调整来均衡全网能耗,有效避免了能量空洞的产生。首先,为了降低数据冗余和避免感知漏洞,引入节点间的虚拟力(引力和斥力),使节点在力的作用下移动并尽可能达到均匀分布。接着,为了均衡能耗和避免“能量空洞”,所有节点被分为“感知节点”和“转发节点”两类。“感知节点”仅进行信息感知与数据上传,而“转发节点”则仅接收来自其相邻外环的节点发送来的数据并将其继续传输至位于相邻内环中的转发节点,直至上传至基站。此外,本文还引入“环间虚拟引力”来进一步优化节点位置,从而构建出环状非均匀分布的网络模型。在路由选择阶段,基于“数据候选区”,选出了最优的数据上传路径。最后,将VFEM算法同SNAA算法以及吴小兵的能量空洞避免算法进行了对比,证明了VFEM在实现能耗均衡性等方面的优势。