无线传感器网络(WSN)是一种由大规模传感器节点设备部署在特定区域内执行特定任务的自组织型网络,传感器节点可以采集数据并传输数据至基站,用户可以通过终端设备获得相关的数据信息。由于传感器节点数量庞大,通常被随机部署在环境比较恶劣的地区,所以节点设备无法更换电池,因此如何提高整个无线传感器网络的能量利用率,降低传感器节点的能耗进而延长网络的使用寿命是当前无线传感器网络研究的热点问题。很多学者开始把目光集中在分簇式路由协议上,提出了很多经典的分簇式路由协议,在降低网络能耗上做出了巨大的贡献。但是当前存在的分簇式路由协议都有一定的局限性,因此本文在阅读相关文献的基础之上针对经典路由协议存在的缺陷做出了若干改进,提出了两种能耗优化的路由协议,本文主要工作如下:首先从分布式无线传感器网络的角度出发设计一款新型能耗优化的WSN非均匀成簇路由算法(NEW-EOCA算法)。NEW-EOCA算法采用时间竞争机制选举簇首,节点的等待时间取决于节点的历史能耗因子和综合距离因子,优化了簇头的选举过程。在簇群构建完成后采用多跳通信的方式将传感器节点采集数据传输至基站,中继节点采用簇内中继和簇间中继两种方式,由此构建一条通信路径将数据传输至基站。网络采用新的能量阈值作为网络重新分簇的标准,通过减少网络分簇的次数从而降低了网络间分布的控制消息能耗。实验通过OMNET++平台验证,证实了NEW-EOCA协议能有有效的降低网络能耗,延长了网络的使用寿命。然后考虑到网络分簇过程和构建路径过程中传感器节点彼此之间都需要交换大量的信息从而造成过大的控制消息能耗,因此将软件定义网络的思想引入WSN提出了软件定义无线传感器网络非均匀成簇路由协议(SD-UCRA协议)。该协议实现数据层与控制层的解耦,由基站进行簇头选举、网络分簇和路由控制等操作。基站通过改进的粒子群算法选举簇头节点,优化了簇头选举过程。基站根据选出的簇头节点计算其相应的竞争半径,并规划出数据传输路径。将计算的结果发送至相应的节点完成簇群建立和数据传输的操作。仿真结果表明SD-UCRA协议能够有效的延长了网络的使用寿命。