无线传感器网络由大量部署在监测区域内的微型传感器节点通过自组织、自适应的方式构成,这些传感器节点具有一定的感知能力、数据处理能力和通信能力。无线传感器网络中的节点通常以电池为能源,能量非常有限,并且很难得到补充,因此提高能量利用率以延长网络使用寿命一直是研究无线传感器网络时所关心的问题。本文以延长网络的有效使用时间为目标,对无线传感器网络路由协议进行研究与设计。本文首先分析了在设计无线传感器网络路由协议时面临的挑战,分类总结了典型的无线传感器网络路由协议及其优缺点,然后在详细分析LEACH协议的基础上,对LEACH协议在簇头节点选择和簇间路由方面进行改进,提出了基于智能优化算法的无线传感器网络分簇路由协议。该协议在簇头节点选择过程中,综合考虑了传感器节点的剩余能量,簇头节点在网络中的分布和簇头节点在簇内的位置三个因素,使用遗传算法选出适合当选簇头的节点,并对标准遗传算法的编码、适应度函数和遗传操作等因素进行了改进,使选举出的簇头节点更加符合路由设计的要求。而后,根据分簇优化算法选举出的簇头节点通过自组织方式成簇,簇内采用与LEACH协议相同的通信方式。针对簇头节点间的通信,设计了基于蚁群算法的簇间路由算法,使远端簇头节点的数据以簇间多跳路由的方式发送到基站。在状态转移概率和信息素更新量的计算中引入了簇头节点的剩余能量、簇间通信能耗、簇头节点间的距离、簇头节点与基站的相对位置等因素,并参照Q-learning算法中代理的思想,使蚁群算法在路径结构上具有一定的启发性。在簇间路由设计过程中,将基站看作是能量相对很大的簇头节点以减轻其附近的簇头节点的负载。最后将分簇优化算法和簇间多跳路由算法结合起来,组成基于智能优化算法的无线传感器网络分簇路由协议。通过实验仿真,表明该路由协议有效地均衡了网络的能耗,推迟了多数节点的死亡,延长了网络的有效寿命。