随着传感器技术、嵌入式开发技术、网络及通讯技术、分布式处理技术的飞速发展与完善,无线传感器网络(WSN)已经广泛应用于环境监测、农业、医疗卫生、军事、物联网等领域。WSN是通过将成千上万、具有通讯能力和计算处理能力的传感器节点随机部署在监控区域,利用这些节点自组织的方式完成相关信息的监测。然而由于节点的能量有限,一般无能量补充,使得研究能量耗散少的、负载均衡的路由算法成为众多学者的研究目标。本文针对传统的层次式路由协议存在节点分布不均匀、节点选择随机性、能量消耗不均衡等问题,研究了基于粗糙C-均值的能量均衡路由算法,并进行了仿真验证,主要研究内容包括:首先,传统的粗糙C-均值聚类算法在处理LEACH算法的节点分簇时,在其迭代更新簇心公式过程中,上下近似集中的节点使用统一的权重值,忽视了簇内节点对象之间的区别,导致某些节点的错误分类,以及簇心偏移所在的簇等问题,提出了基于簇内加权的粗糙C-均值聚类算法(WCRCM算法)。通过计算节点对象偏移簇心的程度,为每个节点对象分别赋予不同的权重值,越是靠近簇心的节点其所在簇的权值越大,表明此对象对所在簇的贡献最重。通过这种方法,动态地为每个节点对象赋予不同的权值,实例计算仿真表明改进的方法改善了算法的性能以及LEACH算法中节点的分簇。然后,根据传统的LEACH算法每轮选择出的簇头节点位置分布极不均匀,偏离簇头节点较远的普通节点在与簇头节点通信时消耗更多的能量,节点电能容易耗尽,失去工作能力,提出将WCRCM算法加入LEACH算法中。首先将整个WSN区域中的传感器节点划分成多个簇,每个簇内的节点数量、位置大致相同,完成网络中簇的构建。然后在每个簇中分别使用LEACH算法,从而保证簇头节点在地理位置上分布均匀。同时,由于LEACH协议选择节点存在任意性且节点以等概率成为簇头节点,缺乏对能量特性的考虑。本文在选择簇头节点时,利用WCRCM算法将节点标志成上节点或下节点,由于下节点必定归属其所在的簇,故选择簇头节点时在下节点集内选择。其次,考虑每轮节点的剩余能量,即每轮中所有节点的能量大于簇内平均值才有机会担任簇头节点,并且按照WSN聚类生成簇的大小,自适应地给每个节点分配成为簇头节点的概率。最后,在研究节点通信时,根据节点的初始能量、传输信息量以及节点的通信半径设置单跳、多跳相结合的方式,节省节点的能量损耗,且从某轮的簇头节点分布、WSN的生命周期、每轮剩余能量以及存活节点的分布情况四个方面进行对比试验,得出本文的改进的算法更有效的提高网络寿命、均衡网络负载。