无线传感器网络(WSN)是由许许多多体积微小、价格便宜、计算存储能力有限的传感器节点任意播撒在监测区域内，利用传感器节点的无线通信方式自发形成的自组织网络，紧密的和居住环境联系在一起，具有极其重要的理论研究价值和现实应用意义。目前WSN已经应用于军事、医疗、物联网、环境监测等领域。WSN与传统的网络相比，具有能量、通信能力、计算存储能力等都非常有限的特点，使得研究具有高能效利用率的WSN路由协议成为人们越来越迫切需求的目标。分簇路由协议作为WSN路由协议中的重要组成部分，具有重要的研究意义与实际应用价值。它将整个网络划分成若干个簇，簇头节点对簇内信息进行收集和融合，并把融合后的信息发送给汇聚节点。本文针对现有分簇路由协议的不足，以能量高效、均衡能耗为目的，改进了几种路由算法，并对改进的路由算法进行理论分析和仿真研究。首先针对经典LEACH协议存在簇头节点空间分布不均匀、簇头节点数目不确定以及节点能耗不均衡等缺点，提出了一种基于Fuzzy C-Means聚类算法的新路由协议。该算法首先利用Fuzzy C-Means聚类算法将整个网络均匀划分为多个簇；再利用考虑了节点剩余能量的LEACH簇头选举完成簇内簇头的选举，以完成簇内数据的收集和传输。仿真实验证明了算法的有效性，同时表明该算法使网络簇头节点的分布更加合理与均匀，延缓了网络节点死亡速度和速率，延长了网络使用寿命。其次，针对在分簇路由协议中，靠近汇聚节点的簇头由于转发大量数据造成自身能量消耗过多，过早耗尽能量形成“热区”现象，提出了一种基于RSSI双簇头非均匀分簇的无线传感器网络路由协议。首先，节点根据接收到来自汇聚节点的信号强度，被划分成若干等级；同时簇的大小与信号接收强度成反比关系，即越靠近汇聚节点的簇群越小。根据簇群距离基站的远近，将簇群划分成界内区域和界外区域，在相应区域中选择主簇头和辅助簇头；然后再利用簇头剩余能量、距离、簇内剩余能量均值等因子进行中继节点的选择，利用有限状态机构建数据传输路由树，进行数据转发。计算机仿真结果表明该算法在解决网络“热区”现象，以及均衡网络消耗方面具有良好的性能。最后，提出了一种基于模糊逻辑和蚁群算法的非均匀多路径路由算法。该算法利用模糊逻辑节点的剩余能量、节点的密度、节点的数据流量综合考虑，根据模糊规则来计算节点的簇头概率进行簇头节点的选举；当簇头选举出来之后，再利用蚁群算法进行多路径的选择。仿真结果表明该算法能够有效地均衡网络能量消耗，同时延长网络使用寿命。