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近年来，随着物联网（Internet of Things，IOT）受到越来越多的关注，作为其重要组成部分的无线传感网（Wireless Sensor Network，WSN）也进入了飞速发展的重要时期。它是在监控区域内随机部署大量微型传感器节点，这些节点同所有邻居节点交互后以自组织的形式构成网络，然后协同采集监控区域内的数据，并将数据处理后传送给监控者。路由技术是无线传感网的一个关键技术，目前无线传感网发展最大的瓶颈就是节点能量有限且不易补充。因此，避免不必要的通信、均衡整个网络的能耗成为路由协议设计的首要目标。目前，分层路由协议是无线传感网核心的路由协议，而作为分层路由协议的基础—分簇拓扑算法由于其能量高效和易于扩展等特点被广泛研究和应用。文中首先介绍一种基于梯度的有网关分簇拓扑算法HCAGG（a HierarchicalClustering Algorithm based on Gradient with Gateway），该算法引入剩余能量和到邻居节点的平均距离构造权值，且在二者之间引入自适应系数进行动态调节；另外，根据梯度在簇头之间选择最优网关，降低远距离数据传输的耗能。但在该算法中，靠近基站的簇头不仅要接收本簇簇成员节点发送来的数据，还要转发其他簇发送来的数据，容易因负载过重而过早失效，从而导致数据传输中断。针对HCAGG中存在的问题，本文提出一种基于非均匀梯度的分簇拓扑算法CTAUG(a Clustering Topology Algorithm based on Uneven Gradient in WSN)。该算法考虑节点剩余能量、邻居节点个数、到邻居节点的平均距离和到梯度中心线的距离来构造综合权值，使选出的簇头分布更加合理；同时，用层次分析法来确定各个因素的权系数，减小人为因素的干扰；另外，基于非均匀梯度的思想对簇成员入簇的策略进行改进，使得靠近基站的簇的规模小于远离基站的簇的规模，为簇间的数据转发预留更多能量，从而使整个网络的能量消耗较为均衡，能有效延长网络的生存期。本文还给出基于CTAUG的局部维护与更新算法，可以使网络在拓扑结构变化时迅速建立通信，保证网络的正常运行。