传感器技术、微机电系统、现代网络和无线通信等技术的进步,推动了具有现代意义的无线传感器网络的产生和发展。无线传感器网络由部署在检测区域内的大量廉价微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成的自组织网络系统。其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象信息,并发送给观察者。无线传感器网络能够获取客观物理信息,是信息技术的一个新领域,在环境监测、医疗监护、城市交通管理、仓储管理、军事侦察等领域具有广阔的应用前景。 高效、安全可靠的路由协议是无线传感器网络的基础,作为无线传感器网络应用的基础技术,无线传感器网络路由协议研究具有重要的研究意义。本文对现有的无线传感器网络路由协议进行研究,并跟踪国内外在该领域的研究进展,对已有的几种经典路由算法做出了深入分析。论文提出了一种基于簇的多跳路由协议(Cluster_based Multihop Routing,CMR)。该协议基本思想是在动态簇首选举和簇重组的基础上,结合能量控制过程,以更好的降低和平均节点能耗,延长网络生命期。不基于节点时间同步的簇选举和自愈机制,是协议的重要特点。协议设计充分考虑了簇首选举和簇重组对簇间路由建立所带来的影响,对动态簇组织协议有很好的支持能力,符合当前基于动态簇的无线传感器网络协议设计方向。 论文着重对路由协议的设计思想、簇组织算法和簇间路由算法的工作过程,包括簇首选举与簇建立、簇重组与自愈机制、能力控制以及簇间连通性、簇间路由建立与维护、簇间路由链路质量评估等问题进行了分析和论述;并在TinyOS环境下,使用nesC语言对CMR路由协议进行了具体的实现,以及实验测试了协议的运行状况;最后总结全文并对将来的研究方向做出了展望。