寒旱区野外观测仪器大部分部署在恶劣的自然环境下,导致信息获取能力滞后,严重制约了寒旱区域的地学研究。野外观测仪器组网虽然有一定的太阳能电池进行辅助供电,使节点能源受限的情况得到一定的改善,但是恶劣环境容易导致电池充电不足。为了保证数据在传输过程中不间断工作的需求,本文将基于低功耗自适应聚类路由协议（LEACH协议）以及人工蜂群算法（ABC算法）研究与设计野外观测仪器组网的路由技术与覆盖优化算法。首先,针对LEACH协议在应用中所出现的一系列问题与缺陷,提出了相应的具有能耗均衡的协议解决方案。该解决方案主要从以下三个层面对LEACH协议进行优化:（1）设置具有异构性的节点,并结合野外观测仪器组网的特性将参考量（例如节点的残存能量和补给能量）引入到簇头的选举过程中,有效地改善了选举簇头节点时的不合理情况,并推迟了网络中低能量节点的死亡时间,延长了网络的整体寿命;（2）在成簇过程中,考虑到诸如簇头节点到基站的距离以及簇头节点的残存能量等因素来建立簇半径,以合理地规划簇大小并缓解和避免“热点”问题。改善网络中簇的非均匀分布特性,并平衡网络中的能耗;（3）在恶劣环境中,节点之间存在数据传输的可靠性低以及节点在远距离传输过程中过早死亡等问题,因此本文将考虑采用区域自治的簇间多跳路由方式来解决这一问题。其次,将采用改进后的人工蜂群算法（ABC算法）来优化节点的覆盖范围。根据ABC算法随机性过强以及易陷入局部最优等情况,结合反馈策略,优化雇佣蜂的搜索过程以及位置更新公式;在后期覆盖优化时综合考虑覆盖率以及工作节点数量,改进了适应度值的计算。最后,采用MATLAB分别对改进之后的野外观测仪器组网路由协议模型从网络寿命、能耗速率、稳定性以及吞吐量四个方面进行实验对比,以及将改进的ABC算法应用在野外观测仪器组网的覆盖优化上,证明其有效性。实验结果证明,使用改进之后的野外观测仪器组网路由协议可以均衡网络能耗,缓解“热点”问题;另外,通过将改进的ABC算法应用在组网的覆盖优化上,可以使用尽可能最少的传感器节点数目来最大程度的覆盖目标监测区域。