集成了传感器、嵌入式计算、网络和无线通信四大技术而形成的无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术,它是一种新型的无基础设施的无线网络,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,传送到需要这些信息的用户。无线传感器网络是计算机科学技术的一个新的研究领域,具有十分广阔的应用前景,引起了学术界和工业界的高度重视。　　本文从无线传感器网络的基本概念入手,对现有几种具有代表意义的无线传感器网络路由协议进行了分析,并重点对LEACH协议进行了探讨。借鉴其优秀思想,针对LEACH协议存在的不足,在簇头选择、数据传输协商以及能量自适应方面对其进行了改进和优化,设计了一种分簇协商能量自适应路由协议(CNEARP)。其主要改进为:　　(1)在簇头节点选择上,网络运行初期采用集中式簇头节点选择方式;网络运行后期采用基于剩余能量、邻居节点数目和节点之前担当过簇头次数的分布式权值计算的簇头选择方式。　　(2)在簇形成阶段,普通节点根据各簇头节点广播信号强度选择当前申请加入簇和保存信号强度次强的簇头节点信息为备用簇,维护多条路由。　　(3)在数据传输阶段,簇内普通节点采用基于TDMA的元数据协商机制与簇头节点通信,减少节点能量的浪费。　　本文借鉴当今先进的通信协议软件协议形式化开发模式,采用成熟的商用协议软件开发平台Telelogic Tau,使用其中的SDL Suites工具集对CNEARP路由协议进行形式化设计并详细阐述设计工作过程。以CNEARP路由协议SDL形式化描述为基础,进行协议仿真验证以及协议TTCN一致性测试,结果表明CNEARP路由协议设计符合规范一致性、逻辑可靠性和可维护性。