路由协议是无线传感器网络的一个关键基础技术,由于节点能量得不到二次补充,因此,路由协议的首要目的就是节能。在大规模的数据收集网络中,节点以多跳的形式周期性地传输数据到Sink节点,靠近Sink区域的节点因负载过大而较早耗尽能量,从而形成能量空洞。能量空洞的出现使网络无法正常工作,遗留大量未被充分利用的能量资源。本文主要从以下两个方面研究了数据收集路由协议中的能量空洞问题。(1)、层次路由协议中簇头节点以多跳的方式将数据传输至Sink节点,靠近Sink节点的簇头由于转发大量数据而形成能量空洞。本文基于不均匀分簇的思想,提出了一种以周围节点剩余能量和簇内通信代价为主要因素的分布式簇头竞争机制,簇头间路由以节点转发能力为主参数的层次路由协议(RAUC)。所有节点根据自身剩余能量、邻居节点剩余能量以及与周围节点的距离来计算簇头竞争时刻,簇头根据转发能力选择最优的节点进行簇间路由。最后在OMNeT++平台上对RAUC协议仿真实现,结果证明RAUC协议性能较LEACH、EEUC有显著提高,有效的延长了网络的生存周期。(2)、节点不均匀布置是解决能量空洞问题的一种途径,但已有的分布方案都存在不足,如未考虑消除数据中存在的冗余等。针对已有方案中的不足,本文从理论上分析了网络中各区域节点的能量消耗,提出了一种新的节点分布方案,给出了网络中具体区域所需节点个数的计算公式;并据此分布方案,提出了一种基于核的路由协议,节点以完全图的方式成核,核内节点轮流工作以避免产生过多的冗余数据。仿真实验表明,该分布方案和路由协议具有可行性,使网络的能量得到了充分而有效的利用。