在网络通信技术和传感器技术高速发展的今天,无线传感器网络已成为当前国际上备受关注的、由多学科高度交叉的新兴前沿研究热点,且广泛应用于军事、危险监控、环境预警、航天等领域。然而无线传感器网络技术和应用都还不十分成熟,存在着自身的缺陷,其中最大的缺陷就是无法给节点补充能量使其能长期工作。延长无线传感器网络的使用寿命已成为无线传感器网络应用的关键。本文针对由大量的能量有限的传感器组成的通过一个或多个Sink节点作为接口与外界通讯的无线传感器网络进行研究,分析了现有的无线传感器网络网络层路由协议,借鉴现有网络层路由协议的设计思想,在无线传感器网络网络层路由方面提出了一种改进协议,此协议能使初始不确定的,不知具体位置的传感器节点在工作过程中能量相对均匀消耗。协议针对传感器网络节点所覆盖的区域建立起一个灵活的、直观的坐标系统,利用坐标系统把位置不明的传感器节点分成一个个能从环境中采集数据的簇群,进行数据采集。通过此路由协议,我们可以控制各传感器节点在节省能量的同时相对均匀地消耗能量。为了验证了此路由协议的可行性及优点,本文给出了理论推导证明,并且在VC++6.0程序开发环境中,通过多线程编程,模拟实现了使用本文改进的网络层路由协议工作的无线传感器网络。在理论推导结论和程序模拟结果中,我们可以看出,二者结论相符,从而验证本文所改进的无线传感器网络网络层路由协议的可行性,验证了在无线传感器网络工作过程中,节点能够在节省能量的同时相对均匀地消耗能量的优点。本文的研究对无线传感器网络的发展做出了一定的贡献,进而将推动无线传感器网络在军事、航天等领域的应用。