WSN是指通过无线通信的方式，由大量的结构简单、数据速率低、低廉成本的无线传感器节点组成的一个以数据为中心、多跳自组织的网络。它非常适用在无人值守或人类难以到达、对网络维护非常困难的环境中，因此WSN在环境监控、农业生产、日常生活、军事装备等领域拥有非常广阔的应用前景。　　由于传感器节点是硬件受限设备，计算能力和存储量都非常有限，特别是能量，几乎全部由电池提供，而且电池不能更换，需要能被使用几个月甚至几十年。因此在设计网络的路由协议时，必须把降低整个网络的能量消耗作为研究的重点，不仅要提高每一个传感器节点的能量利用效率，还要尽量均衡整个网络的能耗，避免个别节点的能量过早地耗尽，从而延长网络的生命周期。　　本文主要研究内容有：　　1、在传统的K-均值分簇算法基础上，首先提出了BSK-means集中式分簇算法，本算法沿用了经典LEACH算法中的“轮”的思想，每一轮分为初始化和稳定通信两个阶段。在簇的建立过程中，基站采取了簇均衡调整策略对簇内节点进行均衡调整；在选举簇头阶段，综合考虑节点离簇心的距离和节点剩余能量来选择簇头，从而优化了簇结构，使网络能量负载均衡。　　2、对K-means分簇算法进一步改进和提高，提出BPK-means分布式分簇算法，本算法仍然沿用了“轮”的思想，分簇过程中采用簇均衡调整策略和最优簇头选择策略来保证簇头最优以及簇内节点均衡分布，使网络能量均衡消耗，延长了网络的生存周期；该算法通过各个传感器节点分布式地执行分簇计算并相互交换信息来确定网络最优的簇结构，这样的路由算法可以满足各种比较灵活的应用场景。　　本文最后将BSK-means路由算法和BPK-means路由算法通过MATLAB软件进行了仿真实验，并分别与LEACH算法、LEACH-C算法进行对比分析，仿真结果表明，这两种算法都能够有效地优化簇结构，使簇头节点和簇内节点均衡分布，使节点能量消耗达到平衡，从而有效的延长整个网络的生存周期。本文将传统的K-means聚类算法应用于无线自组织传感网络中，不仅拓宽了其新的应用领域，也为寻求一种高效优化的分簇路由算法提供了一种方法。　　本文第一章从本课题研究背景，国内外相关研究现状入手，阐述了本课题主要研究内容及意义。第二章对WSN的体系结构及相关路由协议进行分析，主要介绍了几种典型的平面路由协议和分层路由协议，给出了性能对比分析；第三章给出了本课题提出的分簇路由算法的总体设计方案，包括协议采用的网络异构性模型，能量消耗模型，协议工作流程，为后面章节内容的展开打下基础。第四章在K-means分簇算法基础上，提出了BSK-means集中式分簇路由算法，给出了算法的详细设计过程。第五章提出了BPK-means分布式分簇路由算法，主要描述了该算法的详细设计和实现步骤。最后，对全文工作进行总结和展望。