近年来,无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)由于其多功能性受到了极大的关注,并已广泛应用于环境监测、健康监测、交通、地下管道、建筑以及军事等应用中。大多数应用需要传感器周期性地感测数据,并通过多跳路径将数据发送到远程中心单元(sink)进行处理。通常,传感器被随机部署在恶劣的、人难以触及的环境中,而且仅仅依靠电池供电,一旦部署后几乎不可能得到维护。可见,能量是制约网络正常工作的主要因素之一,所以以尽可能节能的方式采集数据对于WSN的寿命来说至关重要。然而,要成功设计和部署WSN,需要解决许多问题,例如网络部署策略、能效、路由选择、数据汇聚时延、带宽利用率等。除此之外,还有一个十分重要的问题,就是网络的动态性问题。现有的数据采集协议一般都设定节点部署后是静止的,而忽略了节点死亡(能量耗尽或出现故障)、新节点加入、节点移动等情况,因此,设计的协议具有很大的局限性。为解决上述问题,本文主要针对网络的能耗和动态两方面特性,研究动态WSN中的基于分簇的数据采集协议。具体研究内容如下。(1)对当前的数据采集协议展开了综述。针对数据采集协议,提出了7种分类方式:根据网络拓扑结构、干扰模型、安全性、信道数、算法执行方式和驱动方式以及协议栈实现层次分类,并主要对前4种分类方式进行了详细分析。(2)主要从分簇路由协议算法的执行方式、分簇的层数以及分簇算法的适用网络范围三个角度对分簇路由协议进行分类,并指出各类的特点。(3)针对动态WSNs,设计出一种新颖的分簇路由协议CRPD(clustering routing protocol for dynamic networks)来实现数据采集,该协议分了四个阶段,包括5个算法,并对每个算法进行详细分析。基本思路是定期地更新网络拓扑,选取能量大且度较大的节点作为簇头来负责数据汇聚和传输,随着节点的移动或加入以及最佳成簇半径的选取,可以将全网的能量负载均匀地分配给每个传感器,以达到延长网络寿命的目的。该协议中,分簇和路由技术的采用有助于减少能耗,提高能量效率。实验表明与现有的协议相比,CRPD协议更加高效节能。