无线传感器网络是无线Ad-hoc网络的一个研究分支,它正在实现物理世界、计算世界以及人类社会的三元连通。无线传感器网络已经成为当前国际上研究的热点,引起了世界各国军事部门、工业界和学术界的极大关注。由于工作环境和条件的限制,无线传感器网络节点电池能量有限且不易更换,如何高效使用能量来最大化网络生命周期是传感器网络面临的首要挑战。矿井下安全监测是无线传感器网络的一个重要应用。无线传感器网络具有自由组网、抗损毁等特性,可以应用于矿井中,实时监控井下矿工的分布、瓦斯浓度等指标,以便出现塌方、冒顶、爆炸等突发事件时帮助定位和救援决策。本文主要研究无线传感器网络路由协议及其在矿井下的应用。1.本文综述了目前无线传感器网络路由协议研究现状,详细分析了几种典型的路由协议。在深入探讨层次型协议LEACH的体系结构和具体实现之后,提出了两种改进的LEACH算法,以不同的方法实现了簇首间的多跳路由,节省了节点的能量,延长了整个网络的生命周期。2.本文介绍了无线传感器网络在矿井下的应用实例,浅析了几种相关的路由协议,针对矿井巷道的特点提出了两种适合矿井环境下的、层次型的多跳路由协议,通过NS2仿真平台对算法的性能进行评估,验证了本文所设计算法的有效性。