随着传感器技术、微电子技术、嵌入式计算技术和无线通信等技术的进步,无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN)得以迅猛发展,无线传感器网络集成了传感器、嵌入式计算、分布式信息处理和无线通信四大技术,是一种全新的信息获取、处理和传输技术。WSN可应用于军事、农田监测、医疗救护、商业等领域,具有十分广阔的应用前景。目前,各国研究者致力于无线传感器网络的路由协议、MAC层协议、QoS、网络拓扑控制、网络安全等各方面的研究,并取得了一定的研究成果。路由技术是无线传感器网络的关键技术,也是影响网络整体性能的重要的因素之一。传统的固定网络路由协议与无线传感器网络动态变化的拓扑结构不相适应,因此近年来提出了不少专门针对无线传感器网络的路由协议,如LEACH, PEGASIS, TE EN等。其中LEACH协议是较早提出的针对无线传感器网络的一个协议。它是一种自组织的、自适应的、能量高效的、分簇的网络协议。但是,LEACH协议随机选择簇头的方案没有做到最优,因为它在选择过程中既没有考虑到节点的地理位置,也没有考虑到节点剩余能量水平等因素。本课题针对农田面积广阔,农田环境信息量丰富等特点,提出了一种基于传统LEACH协议的改进型无线传感器网络协议LEACH-SMC (Low Energy Adaptive Clust ering Hierarchy Single-hop and Multi-hop Coexistence)。相对于传统LEACH协议新协议主要在以下二方面进行了改进：1. LEACH协议规定,各簇头节点(Cluster Head)只能采用一跳的方式与基站(Ba se Station)进行通信,这对于簇头节点到基站距离较远的情况,通信时的能量消耗是十分巨大的。LEACH-SMC协议针对这一问题,提出簇头节点到基站间通信采用临界距离(引入参数值β)来判断和选择多跳方式或单跳方式。多跳方式可以显著降低各簇头节点的能量消耗,单跳方式可以有效降低网络的丢包率和提高网络的数据传输效率。2.在多跳方式中采用基于最小能量消耗的路由方式。遍历多跳节点-单跳节点-基站的各种可能路径,选择能量消耗最小的一条通径作为数据包传输的路径。应用MATLAB软件对LEACH-SMC协议和传统LEACH协议进行仿真对比分析。结果表明,本课题提出的LEACH-SMC协议能显著提高网络有效覆盖面积和延长整个网络的寿命。