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近年来,无线传感器网络（WSNs）以其低廉的成本、鲁棒性和灵活性得到了广泛的研究。它由一组传感器节点组成,这些传感器节点装有传感器（一个或多个）、微处理器、电源（一般是电池）和无线电收发器。通过这四个组件,WSNs中的传感器可以很好地完成两个主要任务:1)监控所需的物理现象;2)在一些约束条件下,如;功率限制、传感覆盖限制和内存容量,通过一个设计好的协议以及单跳或多跳的方式,将适当状态下的感知数据传输到网关节点进行进一步处理。由于无线传感器网络提供的任务的重要性,以及其具有一些优点,如:便宜、可扩展性、健壮性、可靠性、高响应性、可移动性、电源效率等,尽可能长时间地保持WSN功能是必要的。本文针对无线传感器网络（WSNs）生存期最大化问题,首先提出了一种利用网络弧段（NA）方法寻找和提取WSN中重叠子区域C2&C3和最大覆盖区域的新方法。该方法运用图论的思想,并将图模型从理论状态转换为实时状态,并加入一些代数技术,通过考虑网络的连通性,求出给定网络中所有重叠的覆盖子区域（C2）和（C3）以及最大覆盖区域,找到这些子区域并确保它们之间的连接性,有助于研究人员使用其他基于覆盖的网络生存期最大化的优化方法。其次,针对这一目标,提出了一种基于能量均衡树的EEBTR路由协议。EEBTR旨在实现两个主要目标:1)位于同一层次的节点之间的负载-能量平衡,在树的每一层,以便给节点相同数量的子节点。2)广泛的查找,随机和确定性的部署。仿真结果表明,通过采用EEBTR而不是GTR发送数据,可以节省40%以上的能源,可以解释为,与GTR中的节点不同,EEBTR中相同级别的节点的子节点数量大致相同,意味着加载的概率相同。因此,EEBTR在网络生存期和能源效率方面相比GTR提高了性能。此外,研究了随机和三角形方案,证明了EEBTR适应不同的部署如随机和确定性部署的有效性和鲁棒性。第三,提出了一种采用节能算法的基于平衡树的协议BTRES。提出的BTRES旨在让所有处于树的同一级的传感器消耗相同的能量,它使用了EEBTR中提出的相同的思想,但研究了一种新的节能策略,提升了基于平衡树的协议的性能。BTRES协议基于两层模型。第一层,通过三个阶段构建BTR（基于平衡树）:构建树阶段、子级平衡（CLB）阶段和节点度平衡（NDB）阶段。第二层,每当任何节点丢失其能量Eloss时,节能算法（ESA）就开始运行以保存当前节点中的剩余能量。提出的BTRES协议已被证明是有效的并具有鲁棒性,其通过平衡树传输包,每当任何节点丢失其能量Eloss时,通过运行能源保护算法（ESA）来更新树,且考虑了三个标准,如深度、传输距离和残余能量的研究。仿真结果表明,BTRES在ETR能量均衡和网络生存期方面提高了70%以上的性能,提高了EEBTR生存周期约30%,而相对于DHA协议,BTRES将网络生存期提高了30%以上。另一方面,BTRES在能源消耗方面将DHA性能提高了40%以上,且提高了EEBTR约15%的生存周期,而BTRES与ETR协议消耗的能量大致相同。因此,在能效和网络生存期方面,BTRES被证明比ETR、EEBTR和DHA有更好的性能。第四,针对生存期最大化,基于同质传感器,提出了一种基于概率和确定性树的无线传感器网络路由协议（PDTR）。根据初始概率路由表中的最佳元素,通过跳数分布和传输距离分布的结果来度量,从叶子到树的头部汇聚点构建一个树,以选择最佳的树路径。每个发送节点通过确定性构建的树将接收到的数据转发到下一跳。之后,当任何节点失去其能量的le时,PDTR更新该节点上的树。根据更新后的概率路由表,此更新以概率方式将该节点的一个子节点链接到一个新的父节点,该概率路由表由更新后的结果来度量:跳数分布、传输距离分布和能量损失le时的剩余能量分布。通过控制每个分布中的参数,PDTR显示了路由路径中每个分布的影响。这些控制参数由用户根据不同的性能进行调整。仿真结果表明,通过单播为根数据包选择初始最优路径,然后通过任播对数据包进行根化,优化能量损失节点的树,从而获得更好的能耗和网络生存期性能。最后,针对具有多级能量的异构无线传感器网络（HWSNs）,提出了一种新的基于三分布树的路由协议（TDTR）,以获得更好的能耗和网络生存期性能。本协议分为两个阶段:第一阶段,根据到根节点的距离、传输距离和成比例剩余能量这三个因素的最小乘积来构建树。网络中的每个发送端节点根据乘积最小值,在其强连通的父节点集中选择最佳父节点,来采集收集到的数据。在每一轮数据传输之后,为了保持负载均衡,第二阶段开始运行,从最后一级L=l-1向上运行到L=2级,这样:树有|L|=l级,然后当L=2时,进程开始运行,从L=2级开始,向下运行到L=l-1级。第二阶段的目标是在每一层找到over-worker节点,并使其根据其转发概率选择其转发代理。仿真结果表明,TDTR与BEENISH协议相比生存期NL提高了70%以上,而与EDEEC协议相比其生存期NL提高了2倍以上。此外,提出的TDTR协议发送的数据量比BEENISH协议多20%,是EDEEC的2倍。因此,与EDEEC和BEENISH相比,提出的协议提供了更好的鲁棒性、有效性和生存周期。