无线传感器网络由多个传感器节点组成,以一种特殊方式被部署在人迹罕至、环境恶劣的地方,通过收集实时数据完成对被测目标的全方位感知。由于网络的生存能力直接依赖并受限于电池的功率,严重限制了无线传感器网络的广泛应用。因此,如何均衡无线传感器网络通讯产生的能量消耗,提高能量利用率成为了人们的重要研究方向。本文针对无线传感器网络的能量消耗不均匀问题展开了研究,论文的主要工作内容如下:（1）针对SEP路由协议选举过程中限制因素少、簇头节点分布不合理的问题,本文提出了基于能量和节点信息的稳定选举协议（ED-SEP）。该协议将相对剩余能量、邻居节点数量、与终端节点之间的相对距离加入簇头选举公式中,增加了剩余能量较高、网络密集区域处节点成为簇头的概率,避免了低能量、网络稀疏区域处节点被选举成为簇头。分别测试了改进协议在改变终端节点位置、提高初始能量情况下的性能表现。研究表明,本文提出的改进协议有效解决了SEP协议簇头节点分布不合理的问题,提升了网络性能。（2）本文针对SEP路由协议以单跳方式与终端节点直接通讯,容易造成簇头节点能量耗散快的问题,提出了最优路径稳定选举协议（OPT-SEP）。该协议以相对剩余能量和两节点之间相对距离为路径权重衡量值,基于Dijkstra算法,为源节点提供两条最优传输路径。单跳与多跳方式相结合,不仅避免了网络边缘处节点因远距离通信产生较大的能量消耗,也避免了与终端节点相距较近节点选择中间节点转发造成网络资源的浪费。研究表明,改进协议有效减少了网络在每轮运行过程中的能量消耗,改善了网络能量结构,有利于稳定周期的延长。最后,搭建了路由协议硬件测试系统,实现了本文设计的簇首优选算法和最优路径选择算法,验证了改进协议的可行性。