随着近几年智能化信息技术的高速发展,物联网、人工智能等技术在我们的社会中扮演着越来越重要的角色,与之相关的一些技术已经广泛的应用在了我们的日常生活当中。传感器作为物联网的信息采集的一个重要器件,起着至关重要的作用。因此,对无线传感器网络的研究在当下社会有着非凡的意义。无线传感器网络由大量体积较小的传感器构成。由于传感器本身的构造特点,能量非常有限,且不能进行充电,所以,能量消耗问题称为无线传感器网络研究的一个重点。本文首先对无线传感器网络的整体架构、传感器节点构成、通信能耗模型进行简单的介绍,对经典的路由协议进行分析。LEACH协议作为第一个提出的基于分簇的路由协议,相比平面路由协议在很大程度上节省了网络的能耗,之后的协议基本上都是有针对性的在LEACH协议的基础上发展起来的。本文对LEACH协议的算法进行分析研究,并通过模拟仿真,总结出该协议存在的不足。并针对存在的不足提出具体的优化方案。具体如下所述。(1)网络中普通节点通信路径存在迂回。针对这一问题,我们让节点进行数据转发时,先比较节点到基站与簇头到基站的距离,若节点距离基站较近,则直接让节点与基站进行通信,通过这种方式,改善节点的通信路径迂回的问题。(2)簇头的选取没有考虑节点的剩余能量。为解决这一问题,我们引入剩余能量乘性因子,用来约束选簇时的阈值判决公式,在进行选簇时将节点的当前剩余能量作为一个参考因素。(3)建立簇时没有考虑到簇密度,即簇内节点的数目及覆盖区域。我们引入基于簇密度的乘性因子,用来约束阈值判决公式,进行选簇时将簇密度这一因素考虑在内。同时,我们引入记录节点历史担任角色的因子来约束阈值判决公式进行簇头的选取,这为通过新的阈值判决公式选取的临时簇头进行联盟博弈奠定了基础。联盟博弈时,临时簇头为了获得较大的收益会选择与其他竞争者合作,最后通过Shapley值对联盟的整体收益进行一个再分配。Shapley值描述的是参与者的收益与它的付出成正比,即付出越多,收益越多。最终我们根据每个节点的最终收益,选取收益小的临时簇头当选为簇头节点进行通信。最后利用MATLAB对原协议与优化后的协议进行了仿真,通过对相关的性能指标分析总结,验证该优化方案在均衡网络负载和延长网络生命周期的可行性。