近年来，随着微机电系统与无线通信技术获得长足发展，已涌现出许多种类的无线网络。这些网络的发展主要集中于提升数据传输率与降低网络能耗，而在某些能量受限的应用中，能量的有效利用已成为网络设计更为重要的目标。　　 无线传感器网络是由部署在监测区域内大量具有微处理能力的微型传感器节点组成的一种自组织无线网络。这些节点通常通过电池供电，能量有限且难以补充，因此如何降低网络能耗，有效延长网络的生存期成为传感器网络研究的核心问题之一。由于网络能量主要消耗在节点间的无线通信上，故路由算法的研究受到越来越多研究者的关注。　　 本文首先对传感器网络的特点、体系结构和应用范围进行了研究分析，并进一步阐述了网络异构性的表现形式。然后对各种典型的传感器网络路由算法进行了归类与分析，尤其着重于对传感器网络分簇式路由协议的分析与研究。在此基础上，针对异构环境的特点，从拓扑控制和负载均衡两方面考虑了节点在传感器网络中的作用，及其对网络生存期的影响。提出了负载均衡的分布式分组成簇算法AGCH和改进的多跳路由算法SGCH-M。主要工作和创新点如下：　　 (1)在LEACH和SGCH算法的基础上，提出了一种分布式分组方法。首先分布式随机生成候选组首，然后通过距离竞争将所有节点分为固定的分组。　　 (2)基于能量有效的考虑，各分组选取簇首时，综合考虑节点的剩余能量及其簇内通信代价，使簇首选择更加合理。　　 (3)基于负载均衡的考虑，由分组直接成簇，以减少成簇成本并保持分簇的均匀性。当基站远离监控区域，使用非均匀分簇策略且簇间使用动态多跳路由选择，以平衡簇间负载；并根据邻居节点能量水平在簇内实行簇首轮转，以平衡簇内负载。　　 最后使用MATLAB对新算法进行了实验与验证，并仿真了不同参数对协议的影响，通过与其它分簇路由协议的对比研究发现，改进算法能有效降低网络能耗，均衡了网络负载，从而延长了网络的稳定期与生命期。