在无线传感器网络技术中,路由策略一直是研究的热点,其中基于代价函数的路由策略由于具有较好的性能更是得到广泛研究。然而,目前的大多数研究都只是提出一种基于代价函数的路由策略,还很少有研究提出设计代价函数的原则与方法,也很少有从理论上对其性能进行评价的研究。针对目前的研究现状,本文深入分析了两种经典的代价函数,总结出代价函数的设计原则与评价方法,为代价函数的设计提供理论依据。从而改变了目前代价函数设计仅凭设计人员个人经验来设计的不足,极大的简单化了代价函数设计的困难。然后,根据提出的设计原则,改进已有代价函数,提出一种基于正弦因子的指数代价函数路由算法(Exponential and Sine Cost Function based Route, ESCFR),然后设计出一种新的基于双代价函数的路由策略(Double Cost Function based Route, DCFR),该算法在考虑节点间的传输能量消耗及节点剩余能量水平的基础上,还考虑了节点的能量消耗速率。通过将其映射到一个斜率上升很快的映射函数,能够将较小的能量消耗速率与能量保有水平的差异转换成较大的代价函数差异,从而使路由算法具有更好的能量均衡性及有效性。最后,通过理论分析及Omnet++实验验证,证实了基于本文提出的代价函数设计原则而设计的ESCFR和DCFR路由策略,在网络寿命、能量均衡、系统开销等多个指标上,都具有较好的表现,从而为基于代价函数的路由算法设计提供重要的指导。