无线传感器网络是由大量随机部署在监测区域的微小传感器节点通过无线通信、自组织方式构成的分布式网络系统,一般用于在无人监管的情况下对周围环境或者对象进行监测,将采集的信息传送给远端的观察者,由观察者根据汇聚来的数据进行分析,从而了解监测区域或者对象的情况。无线传感器网络在科研、军事、民用等领域有着广泛的应用前景。但是传感器节点自身能量有限,因此节省能量成为无线传感器研究的重要目标。目前已有大量相关的研究工作,其中聚簇、节点的睡眠机制和利用网关的簇间多跳路由机制是节约能量的几种有效方法,但是,这些研究工作大都没有结合起来。而且大部分已经提出的通信协议是以节点均匀分布为前提的,这种节点部署方案不利于节省能量。本文在分析大量通信协议的基础上提出一种基于随机睡眠和网关选择机制的通信协议SSGM。然后对SSGM采用的节点部署方案进行了进一步的研究,提出一种基于位置的节点部署方案LNDS。SSGM采用被动分簇策略来构建网络拓扑,簇首选举采用“先声明者胜”机制,使网络中簇的分布比较均匀;网关的选择是根据网络的健壮性和能量均衡的原则确定;并且在保证相对较高覆盖率的基础上选择某些符合条件的节点进入睡眠状态,协议减少了不必要的能量消耗并降低了发生信号冲突的可能性。SSGM协议充分考虑了网络的健壮性、节点能耗的均衡性与节省性,能够有效地延长网络的生命期。本文对SSGM及大多数协议采用的均匀节点部署方案进行了研究,分析了均匀部署方案中各区域节点能耗分布情况。分析表明越靠近sink的节点,数据转发量越大,能量消耗速度越快。如果靠近sink的节点失效,整个网络将无法运行,因此节点的密度分布状况对整个网络的生命期有着很大的影响。根据分析,给出了一种基于位置的节点部署方案LNDS,使节点密度随节点与sink距离的减小而增大。与均匀分布方法相比,LNDS更能使节点能量得到最大限度的利用。