随着经济不断发展和人们生活水平的不断提高,产生的工业废水和生活污水不断增加,导致水体污染不断加剧。水体安全事关国计民生,需要做好水资源管理以及水污染的防治工作,水质监测是其工作的第一步。当前的水质监测手段存在实时性差、投入高、操作不方便等缺陷,无线传感器网络的应运而生,为解决这类问题提供了新方向与模式。无线传感器网络是一种新型的、智能的、高科技的信息监测技术,被广泛用于国防军事、环境监测、智能家居、公共安全等诸多领域。当前节点有限的能量储存成为制约无线传感器网络发展的瓶颈,而具有较高运行效率与低能耗的路由协议,不仅可以提升网络中节点的能量利用率,使得内部能量损耗最低;而且能够大幅提升网络使用寿命,提高能量效率。本文基于以上背景提出了一种基于LEACH路由协议的改进算法,并将该算法应用到库区水质检测中。改进的LEACH路由算法做了以下四个方面的改进:首先在每一轮中,簇首节点百分比p值都会根据当前网络状况进行更改,使其更加适合当前网络情况;其次在簇首节点选择中加入剩余能量因素,使剩余能量较多的节点当选簇首节点的概率更大;考虑节点至汇聚节点之间距离,使得距离汇聚节点较远的节点当选簇首的几率更小;最后对簇首节点到汇聚节点的数据传输方式进行改进,运用簇间多跳的方式实现簇首节点与汇聚节点的通信,在具体路由选择时加入两个簇首节点间通信的能量消耗、簇首节点的剩余能量及到基站的距离状况这三个因素。本文使用仿真软件对LEACH改进算法和原始LEACH算法进行仿真实验,根据实验结果分析得出:LEACH改进协议网络能量利用效率更高,负载均衡性更好,网络的生命周期更长。本文最后基于库区水质监测的特性,设计了基于无线传感器网络的水质监测系统,该系统分为三大块:无线传感器网络,汇聚节点,管理中心,并对传感器节点和汇聚节点进行软硬件结构设计,以及管理中心软件设计。通过测试,使用LEACH改进算法的系统能够稳定运行,网络生命周期得到延长。