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针对无线传感器网络（WSNs）能量有限、通信链路不可靠的特点，提出一种基于稀疏分块对角矩阵进行压缩感知的分簇（SBDMC）数据收集算法。该算法以稀疏分块对角矩阵作为观测矩阵以减少参与收集节点数目；采用分布式分簇路由实现数据的分布式收集；通过分析能耗模型得到最优簇头数目以减少网络能耗。在此基础上，给出一种有效的分簇路由数据收集算法。仿真分析表明：提出的算法较之已有算法可以减少通信能耗、延长网络寿命，同时均衡能耗负载。