近些年来,无线传感器网络及其相关的技术发展迅速,在军事、农业生产、医疗卫生以及智能交通等领域都有着十分广泛的应用。但是在无线传感网中,传感器的能量补给效率一直是限制其发展的重要瓶颈。为了延长网络的使用寿命,传统的研究从周期性充电,按需充电等多个方面入手。这些研究都能一定程度地提高网络的充电效率,但各自也存在一些局限性,如充电等待时间较长,灵活性较差等,适应的情况不广。本论文基于之前对传感器的能量补给的研究,结合网络自身的特点,兼顾路由构造和周期性能量补给的问题,首次提出对路由构造和周期性充电调度进行联合设计的算法,设计与充电调度更为适合的路由结构,能更有效地提高网络充电效率,并且充电任务更为均衡,能够适应较大规模的无线传感网,具有一定的扩展性与适应性。根据热点节点耗电快的特点,本文提出对无线传感网的路由通信情况进行设计,生成一棵负载均衡的路由树,合理分摊热点节点的通信量。同时,本文采取按耗电速率划分节点充电周期的思路,按需充电,避免对能量充足传感器节点的访问。路由算法与充电调度相适应,使得每个节点被充电时都剩余尽可能少的电量,最大化利用电池的容量。本文还实现了多无人机充电路径的规划,并行调度,大大降低了充电时间。最后,本文优化了充电路径和充电任务调度,实现了充电任务的负载均衡。最后我们从多个方面进行了实验仿真,以充电任务的平均工作时间和最大工作时间为评价标准评断算法的优劣。结果验证,本算法大幅度提高了充电效率,且充电任务更为均衡,能够有效地延长无线传感网的使用寿命,使得无线传感网的应用更加广泛。