微机电系统、嵌入式技术、传感器技术和无线通信技术的日益成熟和进步,推动了无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)的产生和发展,使WSN成为目前IT领域中的研究热点,并已被广泛地应用于多个领域。但是,传感网络中传感器节点的能量有限性,使其计算、存储和通信能力等受到限制,从而使设计WSN路由协议考虑的首要目标就是如何能以能量高效的方式收集数据信息并将其传输至基站。目前,大多数的无线传感器网络主要通过运用层次路由协议来减少网络的能量消耗,但多半只停留在考虑单个节点能量消耗的降低,基于此,本文提出基于粒子群的无线传感器网络低能耗路由协议(Low-power Routing Protocol of WSN Based On Particle Swarm Optimization, PSO-LP),主要针对经典层次路由协议LEACH (Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy)进行多方面的改进,相比LEACH协议,PSO-LP协议不仅注重降低单个节点的能量消耗更加重视能量在整个网络范围内的均衡消耗,从整体降低网络的能耗,提高网络生命周期。首先,改进粒子群算法(Particle Swarm Optimization, PSO)中的适应度函数。适应度函数决定当选簇头的综合性能,主要考虑了当选簇头节点当前的剩余能量、簇内成员节点与当选簇头的平均距离、簇内成员节点剩余能量的均衡程度和基站位置这些因素,其中剩余能量的考虑使节点有充足的能量担任簇头节点；节点被选为簇头后距离成员节点的平均距离越小,簇内成员节点与簇头通信的能量消耗越少；考虑剩余能量的均衡程度有效地避免算法陷入局部最优,使粒子有更大的能力搜索最优解的区域,使整个网络的能量消耗得到均衡,避免网络空洞；基站位置影响簇头节点的能量消耗。其次,为了提高网络的稳定性,在PSO-LP协议中采用单簇头和双簇头结合的方式,网络初期,先利用粒子群算法选取两个簇头分别作为主、从簇头,两个簇头分工合作,主簇头负责接收并融合簇内成员节点的数据并将其发送至基站或最近的从簇头,从簇头负责将接收到的主簇头数据信息发送至基站；网络中期,每个簇类的两个簇头都互相维护着彼此的信息,当两个簇头中任何一个簇头由于异常原因失效(这种情况在实际应用中很可能发生)或者能量低于限定阈值后,由另一簇头同时承担一个簇内两个簇头的功能,避免网络盲区和信息混乱现象的出现；网络后期当两个簇头都低于限定的阈值后,再进行簇头的重选,延长了网络簇头重选的周期,延长了网络数据稳定传输阶段的时间,确保整个网络在较低的能耗水平下获得较高的吞吐量和较长的生命周期。最后,在数据传输阶段采用单路和多路混合式路由策略：簇内成员节点采取单跳方式与簇头直接通信；而簇间路由采取单跳和多跳相结合的方式,即主、从簇头进行分工合作,主簇头先将簇内成员发送的数据进行融合后以单跳或多跳的方式将信息传输至基站,从簇头与基站直接通信。这种传输方式实现了到Sink节点的多条路由,从而节约了网络中节点的能量,延长了网络生命周期,并保证了路由的健壮性。通过MATLAB仿真,结果证明本文提出的PSO-LP协议与经典LEACH协议和基于粒子群算法的LEACH协议LEACH-PSO目比,网络生命周期得到很大的提高；而且经过相同周期后,PSO-LP协议的剩余总能量也总高于LEACH和LEACH-PSO,显示了PSO-LP算法在均衡网络能耗方面的有效性。