无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)是一种综合信息采集、信息处理和信息传输功能于一体的新型无线网络。对其的研究和应用,把人类和物理世界紧密地结合在一起,实现了人们对物理环境的远程监测控制,是目前给人类生活带来深远影响的重要技术之一。通常情况下,采用电池给传感器节点供电,由于电池供电,节点的能量受到了限制,节点的能量直接影响了无线传感器网络的运行时间。路由协议负责在数据传输过程中寻找从源节点到目的节点的高效传输路径,设计能量高效的路由协议是延长网络生命周期、均衡网络能耗的一门关键技术。分簇算法符合用户终端对无线传感器网络路由协议设计的要求。分簇算法将网络中的传感器节点划分成多个簇,并在每个簇内选取簇头,然后完成数据传输。这种算法能够有效地管理网络中的节点部署和数据传输,提高了无线传感器网络的健壮性,均衡了网络的能量消耗,适用于大规模网络。LEACH-C算法是一种集中控制的分簇算法,网络中簇头的选取和簇的划分由基站统一控制。本文在LEACH-C算法的基础上,针对无线传感器网络中的能耗问题,提出改进算法,并进行了仿真分析。首先对LEACH-C算法的算法流程图、算法模型、算法的优缺点以及算法的研究现状进行了详细的分析。然后学习了QPSO算法的理论知识,并搭建了合适的适应函数。在此基础上,提出了利用QPSO算法对LEACH-C算法中簇头的选取进行优化的基于QPSO的集中式分簇算法(LEACH-CQ算法)。最后利用MATLAB进行相关仿真分析,结果表明,LEACH-CQ算法相对LEACH-C算法,在算法生命周期,网络剩余能量以及基站接收数据包方面都有明显提高。为进一步解决无线传感器网络能耗问题并延长算法生命周期,提出基于QPSO和双簇头的集中式分簇算法(LEACH-CAQ算法)。该算法的主要思想是在主簇头距离基站大于二分之一区域边长的簇内,选择簇内剩余能量最大的节点作为辅助簇头,并利用QPSO算法对主簇头和辅助簇头进行优化。仿真结果表明,LEACH-CAQ算法相对LEACH-CQ算法,在算法生命周期,网络剩余能量以及基站接收数据包方面都有明显提高。