无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSNs)中节点携带能量有限,且难以对节点电池充电或更换,所以如何有效均衡网络节点能耗,延长网络生存周期是无线传感器网络一直需要解决的问题。分簇路由算法由于具有能量利用率高,路由结构简单等优点,被认为是延长网络生存周期的有效途径之一。传统的分簇路由算法大多集中在同构WSNs领域,而异构WSNs是对同构WSNs理论研究及应用开发的深入与推广,不仅兼容同构网络的各种技术,还可以借助节点异构特性满足实际应用需求,因此在异构网络环境中研究分簇路由算法具有十分重要的意义。论文基于能量异构的无线传感器网络对分簇路由算法进行研究。针对分簇路由算法簇头选举随机性,异构节点能耗不均衡,算法可扩展性差等缺点,论文在研究分析DEEC算法(Distributed Energy-Efficient Clustering algorithm)的基础上,提出了均衡的能量有效性分簇算法(Balanced and Energy-Efficient Clustering algorithm, BEEC)和均衡的能量有效性多跳分簇算法(Balanced and Energy-Efficient Multi-hop Clustering algorithm, BEEMC)两种改进算法。BEEC算法在选举簇头时引入竞争机制,使得在一定的区域范围内有且只有一个簇头节点分布。在簇组建阶段,为了利用网络能量异构特性,成员节点在选择所属簇时不仅考虑簇内通信能耗,还考虑簇头节点的剩余能量。网络根据簇头节点剩余能量的高低构建大小不等的簇,使得高级节点承担更多的数据处理任务。最后在MATLAB平台上对BEEC算法进行仿真,验证其在能量异构网络环境中,可以有效均衡网络能耗,延长网络生存周期。但是BEEC算法簇间采用单跳方式通信,不适用于大规模网络系统。BEEMC算法是为了提高BEEC算法可扩展性而提出的改进算法,BEEMC算法簇间以多跳方式通信,并综合考虑簇头节点剩余能量、簇间通信代价和簇头节点包含的簇内成员数三个因素选择中继节点。同时为了缓解多跳通信带来的网络“热点”问题,BEEMC算法在选举簇头时借鉴了非均匀竞争机制,靠近基站的簇头节点分布密集,从而减小簇内数据处理的能耗,将更多的能量用于簇间数据转发。最后在MATLAB平台上对比分析BEEMC与BEEC算法的性能,验证BEEMC算法具有良好的网络可扩展性。