伴随着物联网浪潮的席卷而来,无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)技术得到了快速发展并日益成熟,无线技术走入了生活等各个领域,人们的生活方式正在发生着翻天覆地的变化,人类已经处于一个高度发达的信息时代。WSN是伴随着嵌入式计算技术、传感器技术和无线通信技术的发展孕育而生的一种新兴的传感器网络,属于分布式自组织网络,主要由许多廉价、低功耗微型传感器节点通过无线通信方式自组织而成。出于造价方面的考虑,WSN传感器节点将会受到成本的制约,其能量、内存、计算速度以及通信带宽等资源必然受到很大程度上的约束,特别是因为WSN中的传感器节点一般部署在环境复杂的地区,其电池不方便更换,这样就考验电池的续航能力,要能使用若干年。这样,能量对于WSN来说就成了一项尤为重要的资源,为了延长网络寿命,研究WSN协议的能量有效性或如何节省能量成为是人们关注的重点。本文深入研究并仿真了WSN路由协议LEACH,通过分析LEACH协议的核心思想与工作原理,发现了其存在的问题。根据WSN路由协议性能的设计要求,在簇头选举和路由的基础上对LEACH办议的算法进行了改进,提出了一种基于簇头选举和多跳路由的WSN路由协议算法CHEMHR(Cluster Heads Clection and Multi-hop Routing,簇头选举和多跳路协议)。CHEMHR协议算法主要从以下三个思路对LEACH协议进行优化。(1)针对LEACH协议的簇头分布不均、簇头和成员数目随机所造成的网络负载不均等问题,提出了一种新的簇头选举机制。该机制综合考虑节点的剩余能量和到Sink节点的距离来设置簇头选举的阈值,并应用到簇头和成员数目的计算,使簇头和该簇头对应的成员数目相对稳定。(2)针对LEACH办议中的簇头与Sink节点(基站)的单跳直接通信,CHEMHR协议中路山模块采用的是对簇头进行再次分层的多跳通信方式,并用遗传算法和模拟退火算法相结合的算法优化簇头多跳路由路径。(3)借鉴LEACH协议框架,有机结合(1)、(2)两个方面,设计完整的CHEMHR协议。最后,本文采用Matlab仿真软件所配置的网络环境进行仿真实验,仿真结果显示：采用CHEMHR算法比LEACH协议网络性能有了很大的提高,WSN的生命周期延长了约20.1%,数据包的吞吐量增加了约33.3%,网络中的能量随时间损耗比值降低了约31.3%,网络的可扩展性有了很大的提升。另外,CHEMHR算法的多跳路由最优化路径更加节约了网络的能耗和使其具有更强的鲁棒性。