近年来，无线传感器网络的发展引起了人们越来越多的关注。“物联网”“普适计算”等和无线传感器网络相关联的新名词接连出现；ISO/IEC JTC1国际传感器网络研究组(SGSN)和ISO/IEC JTC1国际传感器网络第7工作组(WG7)近两年也一直在从事传感器网络的标准化工作，在网络日益盛行的今天，传感器网络有着巨大的发展潜力和应用前景。　　 分簇是无线传感器网络中一个有效的拓扑控制方法，通过分簇能够延长网络的生存期，提高网络的能耗均衡性。LEACH是第一个基于分簇的路由协议，它通过采用动态轮换簇首的策略来减少簇首的能耗。继LEACH以后，人们对分簇协议有了更多的研究，其中大部分的研究重点都是放在进一步均衡网络能耗方面的，如EECS提出了形成大小不均衡簇的思想，来提高网络的能耗均衡性，被动解决“能量空洞”问题。　　 本文对一些比较经典的和最新的分簇路由协议进行了大量的研究，为了进一步提高网络的能耗均衡性，主动解决“能量空洞”问题，本文对EECS路由协议进行了改进，主要做的改进工作如下：(1)在一个圆形的网络模型下，对网络进行了分层划分，使处于不同层次的候选簇首节点具有不同的竞选簇首的半径，进而形成大小不均匀的簇(2)对网络内的节点根据各自的剩余能量进行等级划分，使能量等级较高的一类节点优先成为候选簇首。改进后的路由协议相对于EECS路由协议提高了网络生存期，进一步均衡了网络的能耗，提高了能量效率。　　 传感器网络是由大量布置在监控区域的传感器节点组成，传感器节点一般是能量受限的，所以能量是传感器网络设计中一个需要重要考虑的问题；此外，根据不同的应用场景，传感器网络设计要考虑的重点也会有所不同。在工业应用的背景下，本文开发了传感器网络节点，对传感器节点的硬件和软件进行了设计。传感器网络节点硬件所采用的微控制器芯片和无线收发芯片分别是IP2022和NRF905；传感器网络节点的软件设计中，本文在给定的软件架构下，对传感器节点端到端的通信和多个节点之间的通信过程进行了详细描述；并通过实验环境对端到端通信和多个节点之间的通信过程进行了测试。最后，在物理环境下验证，设计的节点具有较好的健壮性，通信距离也比较远，较适合在工业场景中应用。