无线传感器网络是由大量低成本且具有传感、数据处理和无线通信能力的传感器节点自组织构成的多跳网络。传感器网络中的节点一般采用能量有限的电池供电,且通常工作在较为复杂、危险的地理区域,节点的电池得不到更换或能量的补充。因此,降低节点能耗、提高网络的有效性、延长网络的生存时间,是无线传感器网络设计的重要目标。设计合适且高效节能的拓扑控制算法对于能量和带宽有限的传感器网络尤为重要。LEACH算法是针对无线传感器网络提出的一种层次型拓扑控制算法,它通过随机选举节点作为簇头,将能量损耗平均分配到网络的所有节点上。与传统路由相比,延长了整个网络的生命周期。但是,LEACH算法的假定条件令其在实际应用中不能保证簇头均匀分布,会导致部分簇头的负担加重,降低能量利用率。本文在对LEACH算法深入分析的基础上,提出了一种改进的AOW-LEACH(automatic on-demand weighted-LEACH)算法。该算法优化了LEACH算法的簇头选举过程。通过设定权值,将节点的剩余能量、节点度以及与邻节点的平均距离作为簇头选举依据,保证综合性能最好的节点成为簇头。同时,改进算法在初始阶段将簇分好后便不再进行全网分簇,只是在原有簇内进行簇头的更新,并根据实际情况进行局部的调整。这样既可以减少全网动态分簇产生的能耗,提高网络的有效性,又保证了原算法中网络节点能量消耗均衡性的优点。仿真结果表明,改进后的算法在网络寿命、负载平衡程度以及节点充当簇头的公平性指数上均比LEACH算法有很大提高。另外,功率控制与分簇算法虽然设计的侧重点不同,但二者对网络进行拓扑控制的效果各有所长。所以本文做的另外一项工作就是把功率控制和分簇算法进行结合。在该方案中,首先在簇头选择上综合考虑节点的剩余能量、节点度等因素,得到优化的网络分簇,再通过功率控制调节簇头发射功率控制簇容量,达到从两个方面综合降低网络能耗的目的。该算法优化了簇头选择,均衡了整个网络节点的能量消耗,并延长了网络的生命周期。最后通过仿真进一步验证了该算法的性能。