在无线传感器网络中,由于传感器节点能量有限,网络生命周期一直是评价网络性能的重要指标。为了高效利用节点能量,延长网络生命周期,研究人员提出了多种多样的能量感知型机会路由协议。但现有的能量感知型机会路由协议大多存在忽略链路质量、仅能得出局部最优解和忽视能量热区问题等缺点。因此,本文进行链路质量评估,以链路质量评估结果为依据对机会路由问题进行建模,设计了基于马尔科夫决策过程模型的机会路由协议。最后通过设计方案缓解能量热区问题,对基于马尔科夫决策过程模型的机会路由协议进行优化。本文主要工作内容如下:（1）研究了基于梯度提升决策树的链路质量评估模型。首先选取链路质量评估参数并在不同场景下采集数据,训练基于孤立森林算法的数据降噪模型并对数据进行降噪处理。从数据中提取特征值,对提取的特征值进行归一化处理。利用归一化后的特征值和对应的链路质量标签训练基于梯度提升决策树的链路质量评估模型。通过该方法可在不同场景下实现链路质量评估。（2）研究了基于马尔科夫决策过程模型的机会路由协议。首先对机会路由问题进行马尔科夫决策过程建模,建模过程中利用链路质量评估结果计算状态转移矩阵。以提升网络生命周期为目的,设计了马尔科夫决策过程模型中的奖赏函数、行动策略。建模完成后,采用动态规划值迭代的方式评估节点的路由代价,从而选择合适的路由节点。另外,本文还设计了候选节点间协调机制和候选节点集建立方法。经过不断的学习后,即使只拥有局部信息,基于马尔科夫决策过程模型的机会路由协议仍能获得全局最优解。（3）针对能量热区问题对算法进行了优化。本文提出了动态节点发送功率、多汇聚（sink）节点两种优化方法。基于动态节点发送功率的优化方法通过调节内层节点发送功率实现内层节点能量的高效利用;基于多sink节点的优化方法将内层节点的转发压力分散到各sink节点周围区域。两种优化方法都能在一定程度上缓解能量热区问题。经过优化后的基于马尔科夫决策过程模型的机会路由协议在延长网络生命周期方面具有出色的表现。