无线传感器网络是由大量随机部署在监测区域的体积微小、成本低廉、具有感知、数据处理和通信功能的传感器节点，通过无线连接，相互协作形成的无线自组织网络，简称WSN(Wireless Sensor Network)。它是传感器技术、嵌入式技术、微机电系统、现代网络和无线通信等技术的综合，具有广阔的应用领域。但由于电池能量有限且不可替换、节点的计算能力和存储能力都较低，所以能量是无线传感器网络中最宝贵的资源。路由协议是无线传感器网络研究的关键技术之一，设计一种合理的路由算法对节约网络能量具有重要的意义。本文就是以分簇路由算法为基础，在大规模无线传感器网络和监测区域存在障碍物的网络两个不同的场景下，提出了两种各具特色的路由算法。具体内容包括：（1）介绍了无线传感器网络基本内容和经典的路由算法，分析了现有的路由算法的特点和能耗，以及设计节能路由协议所要满足的要求和性能指标，发现分簇路由协议的节能效果比平面路由能够均衡整个网络的能耗，延长网络生存期。（2）在分析了LEACH路由协议优缺点的基础上，提出了改进方案。LEACH协议在簇首选举阶段没有考虑当选簇首的剩余能量、数量和分布，在数据传输阶段簇首与sink直接通信。针对这两个问题，在大规模的无线传感器网络应用背景下，本文采用两分法选举簇首，控制簇首的分布，有利于能量的均衡消耗。在簇首间建立了转发数据的能耗代价函数，通过这个函数计算出传输能耗代价最小的多跳转发路径。此外算法结合数据聚合技术有效减少冗余数据。从仿真中可以看到改进算法中簇首的能量消耗减少，整个网络的生存期得到有效的延长。（3）现有的大部分路由协议都是以平面监测区域为基础的，但实际环境的监测区域往往存在障碍物，本文先改进了LEACH的簇首选举算法，增大携带重要数据的节点当选簇首的概率，从而减少重要数据的转发次数，降低其丢包率。其次在成簇阶段，通过计算簇成员节点与簇首间的三维距离，使成员节点尽可能加入障碍物比较少、比较小的簇，从而提高数据传输的成功率，使算法更贴近实际应用。从仿真中可以看到这种算法的能耗不一定是最小的，但是有效地降低了重要数据的丢包率，这一点在大规模的稀疏网络中优势就体现得更加明显。