低压电力线载波通信(Low-voltage Power Line Communication,LVPLC)能够利用普及的电力线网络,在传输电力的同时,可以承载数据、语音和视频等信息,大量应用于远程路灯监控、电力线自动抄表和嵌入式智能家居等系统。然而,由于电力线网络物理拓扑的复杂性及易变性原因,使得电力线载波通信网络可靠性不足,制约了其规模扩展。为了解决这一问题,大量研究着眼于对物理层及数据链路层相关技术的改进,但也无法很好解决通信可靠性不足问题,于是人们转向更高层的网络层,研究高效、科学的路由协议。通过对低压电力线载波通信网络(Low-voltage Power Line Communication Network,LVPLCN)路由算法的深入研究,提出多种组合路由算法。但是,现有的各种组网路由算法都存在不同程度的问题,无法兼顾通信的可靠性及算法复杂度。针对通信可靠性和稳定性问题,本论文通过深入分析常见路由算法并进行比较总结,在此基础上,架构分簇蛛网结合组网模型,以非交叠式分簇结构为框架、在同一逻辑层内建立类蛛网的结构,设计基于此组网模型的路由算法应用于低压电力线载波通信网络。本文首先深入分析常见的路由算法,指出其优势和不足以及改进方向;重点讨论了非交叠式分簇算法和单层人工蛛网算法,在此基础上,充分利用二者的优点构建“合二为一”的分簇蛛网结合组网模型。然后基于此组网模型进行组网算法设计,通过MATLAB仿真工具对算法进行了原理验证和实例分析。结果显示,此组网算法结合了非交叠式分簇算法和单层人工蛛网算法的优点,对复杂的电力线网络重新组网,优化了网络结构,提高了组网效率,为后续的路径寻优作了很好的铺垫。接着针对蚁群算法应用于LVPLCN效率低的问题,根据分簇蛛网结合组网方法将网络组织成以非交叠式分簇结构为框架的类蛛网拓扑,设计基于分簇蛛网组网的低压电力线载波通信网络路由算法。重新组网后,网络结构优化,节点之间路径清晰,可供搜寻选择的路径减少,缩短了蚂蚁的搜寻时间,避免过早收敛于非最优结果。应用蚁群算法以综合代价最小为目标进行路径寻优,建立网关节点与网络内任意节点的最优通信路径。最后进行路由算法实验及对比分析,分别运用基本蚁群算法和基于分簇蛛网组网的路由算法对LVPLCN进行路径寻优,就算法迭代次数的路径时延、丢包率和跳数进行对比分析。利用有限数量的电力线载波模块,搭建实验平台,组成低压电力线网络,将本文设计的基于分簇蛛网结合组网的蚁群路由算法进行小范围的测验。实验结果表明,基于分簇蛛网组网的低压电力线载波通信网络路由算法提高了通信的可靠性,保障了低压电力线通信网络的稳定性,具有一定的实用意义。