无线传感器网络是由大量随机布撒在监控区域内的传感器节点，通过无线通信方式形成的多跳自组织网络系统。由于传感器节点自身所携带的能量非常有限，因此如何有效地利用节点能量，提高网络生命周期是无线传感器网络路由协议的重要研究课题之一。 本文以协议的能量有效性为目标，着重研究了无线传感器网络的路由技术。首先对无线传感器网络体系结构、特点及关键技术进行介绍，并根据具体应用需求的不同，对现有的典型路由协议进行分类，分析了各自不同的设计思想及特点。 分簇协议可通过数据融合，有效地减小对冗余数据的发送，但其典型协议LEACH存在簇头随机选择和簇间通信代价大的问题。本文针对LEACH协议的缺陷，提出了两种改进算法：MST-LEACH和MDT-LEACH。两种算法均采用自行提出的簇头选择策略，即将节点剩余能量转化为等待时延，剩余能量不同的节点成为簇头的优先级也不同，由此保证每块区域均由能量最充足的节点作为簇头，且簇头均匀分布。簇间通信采用多跳模式，并根据数据融合程度来决定路由：当簇间需要数据融合时，采用最小生成树进行多跳通信(即MST-LEACH)：当簇间不需要数据融合时，采用最短距离树进行多跳通信(即MDT-LEACH)。仿真证明，两种改进算法比LEACH协议具有更高的能量效率。 针对分簇存在的簇头依赖性问题，本文提出了一种环状网络拓扑，并基于该拓扑设计了一种可靠并且能量有效的环状路由算法RHR。该协议将网络划分为多个同心圆环，使关键节点分布合理；在各环的关键节点之间维护多跳路径，以减小环间的通信能耗；对关键节点进行有序轮换，使能耗更加均衡；每个节点与多个关键节点相联系，可选择一个能量最优的关键节点来转发数据，避免了对单个簇头的依赖性。进而针对周期性均匀产生数据流量的应用，对网络参数进行理论推导，并对其更新周期进行优化。仿真证明，RHR协议可有效地降低通信能耗，延长网络生命周期，尤其适合大规模的无线传感器网络。 为了解决多跳网络中存在的“漏斗”效应，改善节点的能耗均衡性，本文提出了一种冗余簇头优化配置的多跳路由算法。该算法将簇头节点组成Mesh网络，基于该网络推导了各种通信模式的能耗，证明多跳通信能耗最低；然后基于多跳模式进行冗余簇头的优化配置，在每个簇头位置处放置多个冗余簇头，按负荷来计算冗余簇头的数目，通过周期性轮换工作来提高簇头节点的能耗均衡性。仿真证明，该协议可有效地均衡网络中的节点平均能耗，延长网络的生命周期。