经过数十年快速稳健的发展，无线传感器网络（Wireless Sensor Network, WSN）技术日新月异，在人们生活的方方面面都能发现它的踪影，更重要的是WSN的潜能还没有被完全开发，因此对WSN的研究仍然十分重要，并且刻不容缓。由于WSN其自身存在很多局限，如节点资源有限、节点数量多等，所以如何使WSN节点能量的利用更加高效，并延长节点的生命周期成为研究WSN的核心之一，这也正是WSN路由协议的设计目标。通过大量的实验和实践表明，WSN分簇路由协议能够有效达到设计目标。为了改善现有一些分簇路由协议节点能量利用效率低，网络生存时间短的问题，本文首先对LEACH协议进行改进，研究了一种能量高效的基于FCM（Fuzzy C-Means）的WSN分簇路由协议EECRP。本协议的设计思想是采用FCM聚类算法对传感器网络进行分簇划分，目的是均匀簇头节点的分布，并延迟网络节点死亡的时间。协议中首先针对初始聚类中心以及目标函数对FCM进行改进，其次引入能量阈值参数，采用区域集中控制改进簇头的产生，并基于节点能量和聚类中心选出簇头，最后根据路由簇头的能量、相对位置以及分簇存活成员数量构建簇间通信的路径，实现整个网络的通信。通过MATLAB平台对EECRP进行仿真，并将其与LEACH协议以及传统的基于FCM的WSN分簇路由协议（C-FCM）进行对比，结果表明本文协议能够更有效地延长节点的存活时间，并使其能量的利用更加高效。为了进一步提高节点能量利用率，并改善现有分簇路由协议导致网络出现的“热区”问题，本文其次对EEUC协议进行改进，研究了一种基于网格的WSN非均匀分簇路由协议GBUCR。本协议的设计思想是通过构建固定的非均匀分簇结构，改变EEUC协议两次选举机制，从而实现减小“热区”簇头节点通信能耗，延迟WSN，包括“热区”节点死亡时间的目的。本文首先基于不等宽分层将网络划分成不同的层级，其次根据对协议执行过程中每层的通信能耗计算出最优的簇头数，并按照簇头数量将每层划分成不同的分簇区域，然后采用集中控制机制，基于各个分簇质心坐标以及节点剩余能量选举出分簇的簇头，最后协议采用层次路由机制，根据簇间路由节点的能量以及位置确定簇间通信路径，完成传输链路的构建。通过将本文协议与LEACH以及EEUC协议进行仿真对比，结果表明本文协议能够有效减小簇头节点能耗，提升网络的能量利用率，且明显改善了“热区”问题。