无线传感器网络由若干传感器节点部署在监测区域，可以根据不同的实际需要完成相应的监测任务。该网络具有应用相关性强的特点，没有通用的路由协议，因此有必要对无线传感器网络路由协议进行深入地研究。　　本文研究了无线传感器网络的经典路由协议，定向扩散路由协议及其衍生的单向发送算法和单向查询算法，对三个算法进行了分析与比较。定向扩散算法利用时延梯度寻找网络中的低时延路径，但是在大规模网络中该算法存在全网能量消耗不均衡的问题。文中针对时延梯度能量效率的不足进行了改进，通过综合考虑路径上节点的能量消耗与剩余能量状况作为路由的选择依据，给每条路径赋予一定的选择概率，提出了能量多路径梯度的定向扩散算法，并从时延特性、能量特性和路由稳定性三方面对改进算法进行了理论证明。最后，对定向扩散协议族的网络适配层协议进行了讨论。　　论文实验部分，借助NS-2平台进行仿真。对IEEE802.11和IEEE802.15.4两种标准进行了比较；并验证了定向扩散协议族三个算法的适用性特点。对于改进算法，分别从吞吐量、丢包率和能量水平三个方面与原算法进比较，验证了该算法能够均衡全网能量消耗，有效延长网络的生存期。