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近年来,随着物联网技术的飞速发展,与此相关的一些技术如RFID、无线传感器网络也得到了快速的发展。其中,无线传感器网络具有低功耗、低成本、分布式和自组织的特点,在工业、农业、军事、医疗等领域都具有广泛应用前景,引起了相关研究者们的高度关注。路由协议是无线传感器网络的核心技术。本文以无线传感器网络路由协议为主要研究对象,以降低节点能耗、均衡网络负载、提高数据传输可靠性以及增强网络鲁棒性为目标,对已有分簇路由和多路径路由展开研究并加以改进。本文的主要研究内容有:1、选择了经典的分簇路由协议——LEACH路由协议作为研究对象,根据无线传感器网络路由协议的性能指标,分析LEACH路由协议的基本原理和通信模型,并针对LEACH协议存在的缺点与不足,对比了不同的改进分簇路由方法。2、为了均衡全网簇头节点的能耗,避免网络中汇聚节点附近的“热区”问题,针对基于LEACH分簇思想的EEUC非均匀分簇路由协议,提出以下改进:在簇头竞选过程中,使用时间竞争的方式代替协商机制以减小广播消息复杂度,降低网络的流量负担;添加了节点到汇聚节点的距离参数为竞选指标,增强网络中簇群的非均匀分布特性,进一步均衡全网能耗;普通节点采用竞争半径和节点间的距离参数为标准选择簇头,合理规划了簇群大小。使用MATLAB模拟改进算法,与经典LEACH算法和EEUC算法进行比较,仿真结果表明,改进的EEUC算法较前两种方法具有较高的稳定性,并且降低了节点能耗、均衡了网络负载、延长了网络生命周期。3、针对无线传感器网络在恶劣环境下节点间通信链路质量较差导致数据传输可靠性不高的问题,在簇头间数据传输过程中,采用了多路径ReInForM路由协议。通过分析该协议的数据传输模型与性能指标,指出了该路由协议的局限性,即仅保证了无线传感网络数据传输可靠率,未能解决网络节点能耗和负载均衡等问题。4、针对ReInForM路由协议存在的缺陷,结合蚁群优化算法对ReIn ForM路由协议进行以下优化改进:在路径选择过程中,考虑了节点剩余能量和节点通信代价,通过给邻居节点分配选择概率,选取最优转发路径;在数据传输过程中,利用蚁群优化算法,实时跟踪节点的剩余能量等参数,更改路径上的信息素浓度和局部启发值,更新下一跳邻居节点的选择概率,通过更换最优路径来均衡网络能耗,提高网络的自适应性。仿真结果表明:与原有ReInForM路由协议相比,在保证了数据传输可靠率的同时,ACOReInForM算法能够有效均衡节点能耗。