无线传感器网络(Wireless Sensor Network,简称WSN)是融合了计算机网络、通信和传感器这三项技术的交叉应用,在军事作战、环境监控、医疗抢险、交通控制、家庭自动化和其它商业应用领域具有十分广阔的应用前景。目前国内外对WSN的研究尚不成熟,及时开展此项前沿科技的研究,对国家发展具有重大的应用价值和战略意义。本文首先介绍了WSN路由协议改进的背景,概括的描述了WSN的概念和体系结构,WSN路由协议的特点和关键技术,以及以Flooding为代表的平面路由协议和以LEACH和LEACH-C为代表的分簇路由协议,详细分析了LEACH的簇头选择算法和分簇算法,建立LEACH协议的能耗模型,推导在LEACH协议下无线传感器网络的最优簇数。并且对几种典型的路由协议进行NS2仿真模拟,分析仿真结果,总结它们的优缺点。本文的重点是基于WSN的一种分簇路由协议LEACH的缺点进行改进,得到新的簇头选举策略和分簇算法,形成基于节点剩余能量和节点间信号接收强度的Leach-ER(Leach based on Enegry and RSSI)协议。体现在以下三个方面:第一,LEACH协议采用随机选举簇头的方式,这样会导致某轮中被选举出来的簇头剩余能量低或者通信质量较差,会造成簇头节点过早死亡,影响到网络的寿命。Leach-ER协议在簇头的选举策略中只选举出节点剩余能量E和信号接收强度RSSI大于门限值的节点作为簇头,并且在成簇过程中选择通信链路质量(LQI)最大的作为自己的簇头,提高了簇头的生命周期。第二,LEACH协议随机选举簇头,会造成簇头节点的地理位置分布不均,部分簇头节点由于太过稀疏或者与Sink节点距离过大,而消耗过多的能量,这类簇头也易早亡。Leach-ER协议引入了信号接收强度RSSI作为指标选举簇头以及分簇中选择父节点作为簇头,利于网络的稳定性。第三,LEACH协议假设每个节点都能与Sink节点通信,这在大规模应用的WSN中无法发挥作用。Leach-ER协议引入了多跳路由的方式,使得它可以应用于大规模WSN。为了得到协议改进的效果,运用NS2网络模拟器对Leach-ER协议和LEACH协议在一块200*200m2的区域中进行仿真。设定所有节点初始能量为2J,Sink节点位于目标区域的中心,网络的物理层和MAC层采用IEEE 802.15.4。仿真的内容包括网络生存周期、网络存活节点数、网络消耗的能量,仿真结果表明Leach-ER协议在这些方面明显优于LEACH协议。