无线传感器网络是一种新型的无基础设施无线网络,它集成了传感器、嵌入式计算、分布式信息处理和无线通信技术,能够协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息,并对其进行处理。无线传感器网络是通信和计算机科学的一个新的研究领域,具有十分广阔的应用前景,对网络通信的研究提出了许多新的挑战。本文研究的主要内容是无线传感器网络路由协议的设计。传统的Ad-hoc等无线网络中,网络协议设计的首要目标是提供高服务质量和公平高效的利用网络带宽,而无线传感器网络中由于传感器节点的电源能量、通信能力和计算能力都十分有限,因此路由协议设计的首要目标是提高节点的能源有效性和网络的生命周期,同时,传感器网络节点数量大、分布广,每个节点只能获取局部拓扑信息,因此,路由协议必须能在局部网络拓扑信息的基础上选择出从源节点到达目的节点的路径。针对无线传感器网络的特点,本文以提高传感器节点的能源有效性和网络可扩展性为目的,设计了一种基于地理位置信息的分层结构无线传感器网络路由协议- GeoCRP(Clustering Routing Protocol Based on Geographical Information)。本文首先介绍了无线传感器网络的基本结构,传感器网络的特点以及典型的传感器网络路由协议,然后对GeoCRP协议的设计进行了详细介绍。GeoCRP将网络中的节点划分成簇,感知节点采集的数据首先传送到其所在簇的簇头,再通过簇头之间的通信进行簇间中继,直到到达汇聚节点。分层的结构有利于网络的扩展,同时,感知节点发送到簇头的数据会进行融合,以减少传输的数据量,提高节点的能源利用率。协议通过定期簇头轮换的方法将能量损耗均匀分散到簇内各节点,簇间数据中继时,通过利用节点的地理位置信息可以有效的避免路由环。本文使用有限状态机的方式对协议进行了形式化描述和验证,并通过仿真验证了算法的有效性,对仿真中采用的数学模型和仿真参数的选择也都进行了详细的分析与说明。