无线传感器网络(Wireless Sensor Network简称为WSN)是现代通信网络的一个新的研究领域,它由大量的传感器节点组成,通过无线通信方式自组织形成网络,能够实现对目标的实时监测、采集和信息处理。近年来,随着传感器技术、微电机技术、现代网络和无线通信等技术的进步,无线传感器网络得到了快速发展,应用前景十分广阔,可广泛应用于军事领域、空间探测、辐射检测、洪灾预警、农田管理等众多领域。数据收集是无线传感器网络最基本的应用,是各种复杂应用的基础。由于传感器网络节点数量庞大,单个节点的能源、计算能力和带宽都非常有限,传统的无线路由协议不适合无线传感器网络。因此,高效使用节点能量,延长网络的生命周期成为无线传感器网络路由协议设计的首要目标。在目前的研究中,分簇算法被认为是进行高效的能量管理,提高网络的可扩展性,并延长网络生存期的最有效的途径之一本文首先介绍了课题背景,阐述了本课题的研究目的以及意义。接着,对无线传感器网络的体系结构、特点、应用前景以及关键技术做了简要介绍,阐述无线传感器路由协议的评价标准,对路由协议进行了分类,并分析比较了现有的几种典型的无线传感器网络路由协议,重点选择了PEGASIS协议作为研究对象。在重点研究PEGASIS的基础上,提出了一种改进的PEGASIS协议——G-PEGASIS协议,并对其进行详细的阐述。在G-PEGASIS协议中,将整个传感器区域划分为等宽的区域。算法的实现过程是：在每个区域中找出与Sink最近的节点,采用贪婪算法构造整个网络的主链,然后在每个区域内建立链树,形成数据传输的有向链树。最后由主链上的节点轮流担任根节点与Sink通信,数据从外至内经过多跳中继和数据融合后传送到Sink。最后,采用NS2网络模拟工具对G-PEGASIS协议进行了模拟,得出了在不同场景和参数下的网络生存时间、节点平均时延等结果。通过和PEGASIS协议比较,G-PEGASIS算法在网络生存时间方面的性能比PEGASIS有12%左右的提高,验证了G-PEGASIS算法在改进PEGASIS的性能上的有效性。总的来说,G-PEGASIS协议的研究在提高网络生存时间和能量平衡方面具有一定参考价值。本文得到了国家自然科学基金资助项目(60970064),国家重点基础研究计划项目(2011CB302601),国家软件开发环境重点实验室开放基金项目(SKLSDE-2011KF-01),新世纪优秀人才计划(NCET-08-0806),霍英东青年教师基础研究基金(121067),中央高校基础研究基金(2010-Ⅱ-003)及国家863高技术研究计划(2009AA0443303)资助。