为了减少能量受限的无线传感器网络节点能耗、均衡网络负载、延长网络生存时间,本文在分析现有几种主要分簇拓扑控制算法的基础上,论述优化算法、提升网络性能所要考虑的因素,并设计两种分簇算法：基于能量优先的无线传感器网络多跳分簇算法(MCEO)和基于权值模型的无线传感器网络多跳分簇算法(MCWM)。基于能量优先的无线传感器网络多跳分簇算法根据节点自身能量、累计当选簇头次数和当前轮数自适应快速选举簇头；成簇阶段各节点计算考虑节点能量以及节点距离的成簇权值,加入权值最高的簇；根据簇头能量、至下一跳最小距离和最小跳数来计算路径权值,进而生成最优簇头多跳通信路径。基于权值模型的无线传感器网络多跳分簇算法在通信半径内根据节点能量、至邻居节点距离之和、节点度计算簇头权值,权值最大者当选簇头；成簇阶段根据节点能量以及距离计算入簇权值,节点加入权值最高对应的簇；基于簇头能量、最小跳数及距离形成最优簇头通信路径,同时优化通信半径、网络重组周期和簇头权值参数。仿真实验结果表明：MCEO和MCWM算法在节点死亡数、网络生命周期、能量消耗情况、远距离通信、分簇情况的性能要优于LEACH、HEED、 EOUCP算法；MCWM算法进一步优化MCEO的簇头选举机制,节点能耗得到进一步降低；通过仿真实验得到MCWM算法的重组周期、通信半径和簇头权值因素的最优取值；将MCWM算法扩展到三层拓扑结构中,网络节能性相较于二层结构有进一步提高。本文提出的MCEO和MCWM算法能更有效延长网络生存周期、降低节点能耗和均衡负载,与基站远距离通信的适应性更强,适合于节点数量多、数据传输距离远的无线传感器网络场景。