无线传感器网络集成了传感器、嵌入式计算、网络和无线通信四大技术,它是计算机科学技术的一个新的研究领域,具有十分广阔的应用前景,可以被广泛的应用于军事、商业、医疗救护、环境监测等多方面,已经引起了学术界和工业界的高度重视。由于无线传感器网络通常由大量密集的传感器节点构成,节点的能源、计算能力和带宽都非常有限,传统的无线路由协议不适合无线传感器网络,因而设计能够有效节约能源,延长网络生命周期的路由协议成为了无线传感器网络研究的一个重点。由于无线传感器网络与其他的通信网络,包括无线Ad hoe网络,有着截然不同的特点,使得关于无线传感器网络的路由研究极具挑战性。比如,没有全局地址机制、动态的拓扑结构以及非常有限的各种资源。因此,本文中对一些路由协议进行了分析、比较,汲取先进的算法思想,提出了新的无线传感器网络路由算法。本文先总结归纳了无线传感器网络的结构、特点、应用范围、现有解决传感器网络能量高效性问题的方法,并重点对现有的无线传感器网络路由协议进行了分类分析研究,总结了这些协议的特点。此外,本文研究了LEACH协议的体系结构、原理方法。对于LEACH协议的簇划分与能耗的关系进行了深入的研究。在以上原理研究的基础上,以降低网络整体能耗、延长网络生命周期以及提高网络稳定性为目标,在LEACH路由协议基础上,提出了LEACH协议的改进算法——TB-LEACH(基于时间竞争的分簇路由协议)。TB-LEACH协议在簇头选择算法和网络中最优簇数的确定两方面对LEACH进行了改进。本文使用NS2仿真平台,对新提出的TB-LEACH路由算法进行了仿真测试。测试结果表明,改进后的路由算法相对于原来的LEACH协议,具有较好的能量优化特性,使得整个网络在较低的能耗水平下获得了较长的生命周期和更好的网络稳定性。