无线传感器网络(WSN)是当前在国际上倍受关注的、涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领域,它综合了微机电系统(Micro-Electron Mechanical System,MEMS)、传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等,实现了物理世界、计算机世界以及人类社会三元世界的连通。无线传感器网络具有十分广阔的应用前景。但在实际运用的过程中,由于网络中的节点数量大、密度高,有一定的故障率,以及其在电池能量、计算能力和存储容量等方面的限制,使得这些节点在分布后基本不再可替换,因此无线传感器网络中的拓扑结构及路由协议的能量高效性就显得尤为重要。本文在研究现有经典路由协议的基础上,针对其不足进行了改进,提出了新的路由方法—簇内负载均衡的路由协议和簇间负载均衡的路由协议。在簇内能量均衡协议中,由于簇首不仅要处理簇内成员发送过来的感应数据,还要与基站进行通信,所以普通节点在选择簇首的时候,不但要考虑簇首节点到自身的距离,还要考虑簇首节点的剩余能量及簇首节点到基站(BS)的距离,以此来均衡各个节点之间的能量均衡问题。其次,由于簇首节点承担了相对较多的工作,因此本文在前人研究的基础上,综合考虑能量和距离的因素为簇首节点安排一个辅助节点,此辅助节点协助簇首节点将处理过的簇内数据经簇间的多跳通信发送给基站。经过以上的改进,此协议提高了网络内簇中节点的负载均衡有效性,大大延长了传感器网络的生存周期。在簇间能量均衡协议中,由于整个无线传感器网络中采用的是多跳的通信模式,因此靠近基站的区域内的节点在发送自己的感应数据的同时,还要转发外部节点传送过来的数据给基站,这就使得越靠近基站区域内的节点,其能量消耗就越迅速。这种情况很可能会使基站周围出现能量空洞,从而导致很多数据不能正常传送到基站。进而使得网络中更多的地方变的不“可达”,降低了整个网络的性能,大大缩短了网络的生存时间。因此本文提出,在靠近基站的区域内,节点不进行分簇,所有节点在处理自己感应数据的同时,将接收到的从外部区域节点发送来的数据转发给基站,这从一定程度上提高了此部分节点的工作性能,同时,通过调整各部分区域内节点的成簇半径来均衡各个区域能量消耗,有效地延长了整个无线传感器网络的生存时间。