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嵌入式系统、传感器技术、无线通信技术的日益成熟推动了无线传感器网络时代的到来。作为一种新型的网络，方便的网络部署、独特的组网方式以及以数据为中心的特点使无线传感器网络在军事、科研、农业、工业、医药等领域表现出潜在的应用价值和巨大的经济效益，受到各国科研机构广泛的关注和研究。本文首先介绍了无线传感器网络的系统结构，总结了网络设计的性能评价指标，简单阐述了无线传感器网络在不同领域的应用。然后概括性介绍了部分经典的无线传感器网络路由协议，并分析了它们的优缺点。在LEACH算法基础上，提出两种新的改进策略：1. LEACH算法随机选取簇头，容易出现分簇不合理现象，在网络节点分布不均匀时尤为显著。针对该情况提出基于K-means聚类分簇的LEACH改进算法，在网络初始时刻采用K-means算法将节点预先分类，位置相近的节点被分为一类，簇头节点从同类节点中优选获得。2. LEACH算法中簇头节点与基站以单跳方式通信，长距离数据传输消耗了簇头节点大量的能量，考虑在簇头与基站之间建立多跳路由，提出基于LEACH的层次树路由协议HT-LEACH，在簇头和基站之间建立以基站为树根的层次树路由，数据沿树干多跳传输给基站。文中通过仿真对比，评估了改进算法的性能。对于采用K-means聚类分簇的LEACH改进算法，经过聚类方式分簇，不合理分簇现象明显减少，网络性能有所改善，且在不均匀网络中效果显著。对于改进算法HT-LEACH，簇头节点通过多跳转发和数据融合的方式，降低了簇头节点的能量消耗，延长了网络生命周期。