无线传感器网络是一种无基础设施的无线网络,是由大量部署在监测区域内微小传感器节点组成,这些节点具有无线通信与计算能力,他们通过自组网的方式构成无线网络。无线传感器网络主要应用于军事侦察,监视灾情,监控森林火灾及一些危险区域的远程控制等,具有十分广阔的应用前景。传感器节点的能量非常有限,路由协议设计的重要目标是降低节点能源损耗,延长网络生命周期,因此传统的无线路由协议并不适合无线传感器网络。目前,针对无线传感器网络资源有限及与应用高度相关的特点,研究人员设计了多种路由协议。本文研究分析了典型的路由协议,并重点探讨了分层路由协议-低功耗自适应分层路由协议,针对低功耗自适应分层路由协议存在的不足,借鉴国内外路由协议设计的优秀思想,对簇首选择、簇类形成以及簇首间通信三个方面进行了综合改进,提出一种基于负载均衡的层次路由算法。改进算法的簇首选择基于节点的剩余能量,引入了一种能量自适应的簇首选择机制；改进算法在聚簇过程中考虑了多跳通信时存在的簇首“热区”问题,节点在选择从属簇时,综合考虑了节点到簇首的距离及簇首到基站的距离,选择复合距离最小的簇加入,让距离基站较近的簇首将有较少的簇成员节点,减小簇内能量消耗,预留一部分能量用于为其他簇首转发数据,达到平衡簇首能量消耗的目的；簇间通信采用多跳的方式,多跳通信的下一跳路由是基于网络通信开销指标和簇首的剩余能量选择的,提高了簇首间的负载均衡。最后,利用NS-2(Network Simulator Version2)仿真软件对基于负载均衡的分层路由算法进行了仿真测试。仿真结果表明,改进后的路由算法使得整个网络的负载更均衡,高效的平衡了整个网络的能量消耗,从而延长了网络的生命周期。