在无线传感器网络日益广泛的应用中,如何在保证通信质量的前提下,降低节点的能量消耗,提高网络的工作寿命是一个非常重要的问题。路由协议是无线传感器网络的关键技术,对提高整个网络的能效性有重要意义。本文在分析了现有路由协议的基础上,设计并实现了一种新颖的分簇路由协议—TBC。论文首先论述了无线传感器网络的国内外研究现状背景、无线传感器网络的特点、应用领域和协议体系结构,并按网络拓扑结构的不同分别介绍了现有几种平面路由和分层路由协议以及它们各自的优缺点。然后本文详细介绍了TBC协议的设计细节。其核心思想包括通过灵活的查询策略控制组簇的范围,减少不必要的数据和控制信号的能量开销;采用均匀分布的簇头选举算法,减少簇之间的重叠,降低相邻簇中节点间通信发生碰撞的可能性;使用网关节点转发簇头的数据,可以在簇头和簇成员使用同一个能量级别通信的情况下,将数据路由回基站。接着我们对TBC协议做了性能上的仿真比较,仿真结果表明,在相同的查询条件下,TBC协议能够获得较好的能量节省和性能上的提升。最后,我们将TBC协议烧制到节点上,测试所设计协议组簇和路由的能力。实验结果显示,TBC协议能够合理的选择簇头和父节点,成功的完成组簇和采集查询区域数据的任务,显示了较好的扩展性和鲁棒性。