随着无线通信技术以及数字电子技术的飞速发展,无线传感器网络(wireless sensor networks,WSN)已经成为当前的一个热门研究领域。无线传感器网络凭借低成本、低功耗和高可靠性等特点,已经广泛应用于情报侦听、环境监测、交通管制、灾难预测以及精准农业的数据采集和快速处理场景。分布式的环境感知能力,以及无线传感器节点的简单灵活的部署方式,使得WSN成为影响我们日常生活的重要因素。由于网络的传感器节点能量受限的原因,传感器网络对路由协议提出了延长网络生命周期、降低节点能耗和提高数据传输效率的要求。因此,很多研究人员开始着重研究提高网络性能的路由传输协议。本文以大面积水域水质安全在线监测系统为背景,研究能量异构自适应最优链路路由算法。水质的安全关系着人民身心健康、社会稳定以及国家的安全。水质超标问题将会直接威胁到人类的生命安全,为此,必须对河流湖泊等大型水域进行水质参数进行实时在线监测。本文根据大面积水域的特点规划水质监测的网络区域,设计了一种适用于大面积水域的无线传感器网络的路由协议——基于PEGASIS协议的能量异构自适应最优链路路由协议OEHAL。主要工作包括:(1)分析当前无线传感器网络路由协议所面临的一些问题,针对无线传感器网络节点特性分析节点的路由协议选择特点,包括节点的功耗问题、无线传感器网络拓展问题、路由协议的可靠性等问题,总结出了无线传感器网络比较通用的路由协议,包括分簇路由协议、链路路由协议、能量异构路由协议,并分析这几种路由协议在网络环境中的网络性能。(2)提出一种基于PEGASIS协议的能量异构自适应最优链路路由协议OEHAL。主要包括以下几个方面:第一,分析大面积水域环境的路由传输协议,提出OEHAL算法,包括,链路的链首节点的选择、链路的动态构建以及算法的网络结构模型等;第二,分析OEHAL协议的能量模型,包括普通节点之间数据传输的能耗模型,链首节点与基站之间的数据传输能耗模型,进一步分析整个无线传感器网络的整体能耗模型。(3)通过仿真对比PEGASIS协议、DEEC协议、EHMCA协议和本论文提出的OEHAL协议在网络生命周期、基站接收数据量、稳定周期和网络寿命的表现,验证了OEHAL协议在大面积水域环境下的优异性。(4)针对大面积水域的特殊环境,设计一套适用于大面积水域环境的水质安全监测系统。系统的设计包括硬件的设计和软件设计。硬件结构的设计有包括传感器节点的设计以及相关电路的设计等。(5)进行水质安全在线监测的模拟实验,组建无线传感器网络,检验OEHAL协议的实用性以及稳定性。