无线传感器网络技术是21世纪最重要的技术之一。无线传感器网络可以通过大量廉价的微型传感器节点进行协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息,并发送给观察者,是监视远程环境的有力工具之一。同时随着信息技术的发展,其在医疗、军事、环境检测、工业等领域有着广泛的应用前景。然而这些传感器节点的能量是有限的且难以补充的,这使得能量成为整个网络的一大缺陷。网络的生存周期对网络性能有着重大的影响。因此,如何根据无线传感器网络的特点设计一种高效节能的路由协议成为了无线传感器网络的研究热点之一。本文主要针对无线传感网络的分簇和数据传输路径来优化网络的拓扑结构,实现对路由协议进行优化,主要工作如下:(1)针对LEACH算法中簇首能量消耗过快和簇首分布的低效性,提出了一种基于遗传算法对簇首进行优化的分簇算法。在选取簇首时考虑节点剩余能量、簇首接收数据的能耗、簇首间数据传输的能耗、簇首数量等因素。首先通过研究它们的影响程度将其权重化,建立一个正确且合理的优化目标作为遗传算法中的个体评价函数。其次,通过遗传算法来求解个体评价函数的最优值。最后,确定优化后的簇首。通过对簇首的质量和数量上的优化来减少网络负载,延长网络寿命。同时对遗传算法进行改进提高其全局搜索能力和收敛速度。(2)针对LEACH算法中簇首直接向基站节点通信造成的能耗不均衡性和能耗利用率低的问题,提出了一种基于蚁群算法对路由路径进行优化的路由算法。根据数据的传输能耗,通过蚁群算法的路径寻优能力,改进簇首的数据传输路径。通过确立最优路径来提高能量利用率,平衡节点间的能量负载,提高网络生存周期。同时对蚁群算法进行改进提高其寻优能力。(3)针对无线传感器网络中感知节点无法移动的问题,提出了一种通过移动基站节点来进一步增加网络拓扑结构的复杂性和多样性的方法。通过基站节点的位置变化影响簇首的选取和路由路径的选取,进一步平衡节点间的能量负载,提高网络生存周期。(4)使用MATLAB软件对所提协议和已提出的可行性协议进行仿真分析。从网络生存周期、节点能耗均衡等方面对比协议性能及效果,从而验证所提协议在降低能耗和延长生存周期上的研究方案。