无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN)在军事、农业、环境监测、医疗卫生、工业、智能交通、建筑物监测、空间探索等领域有着广阔的应用前景和巨大的应用价值,被认为是未来改变世界的十大技术之一、也是物联网的重要组成技术之一。因此,研究设计或优化更有效的适用于WSN的网络协议,延长其网络寿命,提升其网络性能(如包的成功发送率、速率等)显得十分重要。本文详细地剖析了LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)路由协议。它是一种经典的WSN分层分簇路由协议,分为选簇头建簇和稳定工作等两个阶段。在其选簇头建簇阶段的算法中存在选举的簇头分布过于集中,且有些轮中簇头数量过多的缺陷。针对该缺陷,本文进行了相应的改进性研究,提出了基于网格划分的选簇方案LEACH-NT。稳定工作阶段中簇头收集到的数据直接传送给基站,采用单跳的方式；本文也进行了划分为二级簇结构或数据传输多跳的尝试性研究,其方案为LEACH-CT。本文在扩展的NS2(Simulation Network-version2)仿真平台上,针对改进后的LEACH-NT和LEACH-CT协议与原协议作了大量的仿真对比分析实验,为了保证仿真实验结果的准确性,采用了两个不同的传感节点分布文件分别进行了仿真分析。仿真结果验证了LEACH-NT的确有效地延长了网络寿命,提高了网络性能。LEACH-CT分二级簇的设想具有可行性,但其具体实施环节还需作进一步的完善和研究。本文是按以下顺序组织的：第2章简要综述了WSN的路由协议。第3章简要介绍了扩展的NS2仿真平台以及在Windows XP系统中平台的搭建。第4章详细剖析了LEACH协议和介绍了对其进行改进性的研究工作,并提出了具体的修改方案。第5章对修改后的协议与原协议进行了大量的仿真对比研究,最后给出了仿真结论。最后一章是对本文所做工作的总结并提出了对WSN分层路由协议的研究工作的展望。