无线传感器网络是一种新兴的信息获取和处理技术,具有广泛的应用前景。通常,无线传感器网络由大量低成本、低功耗,具备感知、数据处理、存储和无线通信能力的微型传感器节点通过自组织方式形成的网络。无线传感器节点作为微小器件,通常只能配备电池供电。这使得传感器节点的寿命在很大程度上依赖于电池的寿命,所以如何降低节点能量消耗,延长网络生命周期是无线传感器网络设计所要考虑的重要问题。本文主要针对无线传感器网络中的节点成簇算法和能量有效路由两个方面进行了深入研究。主要研究内容和成果如下:(1)提出了两种层次型结构的成簇选择算法,集中式成簇选择算法和分布式成簇选择算法。在集中式成簇选择算法中,提出了节点逻辑标识符的概念。通过Sink节点的参与管理,传感器节点获得各自的逻辑标识符、簇头位置以及成簇半径大小等信息,之后通过节点间消息的交互完成簇的组织建立。在分布式成簇选择算法中,节点的剩余能量和节点周围未成簇节点数目将会影响到各自竞争成为簇头的权利。具有较多剩余能量和未成簇邻居数目的节点可优先竞争簇头,组织成簇。这种综合考虑了节点能量和网络连通性的竞争策略可以在满足网络覆盖度的情况下,能够有效的减少网络中成簇的数量。(2)以本文的两种成簇选择算法为基础,采用簇头节点多跳通信的方式,提出了一种基于能量策略的无线传感器网络路由算法(Energy Based on Routing Algorithm for Wireless Sensor Networks,EBRA),实现从路由建立、数据传输到路由维护的整个过程。当簇头节点有数据需要向Sink节点发送时,节点根据路由表,选择通信能量消耗最小的路由节点进行数据传送。同时,算法中给出了一种改进的请求响应型的数据传输模式,通过增加数据连续发送标识位,增强了数据传输性能和对突发数据的响应能力。(3)针对网络仿真工具NS2(2.28),分别实现了基于两种成簇算法的路由协议仿真程序。在不同的测试场景中对路由协议进行仿真实验,并和LEACH协议的仿真结果进行对比分析。仿真验证了本文提出的路由算法能够有效的节省网络能量消耗,延长网络生命周期,提高了网络吞吐能力,具有较好的数据传输性能。