无线传感器网络(Wireless Sensor Network,简称WSN)是一种新型网络。它集数据的采集、传输、融合分析于一体,能够有效地把物理世界与数字世界连接起来,为实现普适计算打下基础。因此,无线传感器网络在军事、医疗救护、环境监测等诸多领域具有广泛应用价值。本文介绍了无线传感网络的研究背景、应用现状和研究进展,描述了无线传感器网络的基本结构和主要特点,概述了实现无线传感器网络的拓扑结构、通信协议和路由机制等方面设计策略和技术路线。本文重点研究内容是无线传感器网络的分簇路由协议。它具有高效率、低能耗和自适应等特点,已成为当前无线传感器网络路由协议研究的热点。LEACH协议是分簇路由协议的典型代表。本文针对LEACH协议簇头随机分布不均匀的缺点,提出了一种改进算法LEACH-CLUSTER。该算法引入聚类思想进行分簇,改善了网络的簇形结构;在簇头选择上,增加了节点能量与位置的相关因素,延长了网络的生命周期。本文分析了无线传感器节点结构和工作原理,研究了无线传感器节点的工作能耗,阐述了传感器节点的通信协议及其通信流程。用GAINZ节点对数据采集、数据收发和休眠状态的能耗进行了监测实验,其结果验证了节点的能耗情况。最后本文采用MATLAB和NS2仿真工具对LEACH-CLUSTER算法进行了仿真,并与LEACH作了分析比较。实验结果表明,LEACH-CLUSTER协议可有效地延长网络的生命周期,特别在网络节点分布不均匀,疏密程度差别较大的情况下性能更加优越。