传感器技术、微机电系统、现代网络和无线通信等技术的进步,推动了具有现代意义的无线传感器网络的产生和发展。无线传感器网络(wireless sensor network)是由部署在监测区域内大量的微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统,其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息,并发送给观察者。无线传感器网络具有组网快捷、灵活等优点,具有很高的研究价值和十分广阔的应用前景。由于无线传感器网络节点数量庞大,单个节点能源有限,并且能源不能进行补充,因此路由协议设计的首要目标是有效节约能源,延长网络生命周期。本文首先回顾了无线传感器网络的发展历程,介绍了无线传感器网络的应用场合以及发展前景,以及现在面临的技术难点和挑战;其次分析了无线传感器网络的组成结构,对现有的无线传感器网络的网络架构进行了分析对比;再次,就现有的无线传感器网络的各种路由协议和算法进行了对比和分析,总结了无线传感器网络路由协议的共同特点以及不同网络路由协议间的不同之处;最后,在无线传感器网络LEACH协议的基础上,针对随机簇首选择机制的不足提出了一种新型的簇首选择算法,新型的簇首选择算法在簇初始化阶段通过模拟退火算法进行最优化分簇,在簇重构过程中通过综合考虑候选节点的剩余能量,地理位置等参数来优化簇首的选择,从而有效地降低了低能量与位置不佳的节点被选为簇首的可能性,进一步保证网络内节点能量负载的均衡性,并对新型簇首选择算法所增加的能量开销进行了定量分析。通过在Network Simlator 2(NS2)平台上的仿真实验,将改进协议与LEACH协议进行对比,实验表明新型簇首选择算法使网络内的节点能量负载均衡化,并延长了节点与网络的寿命。