无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSNs)由随机分布在监测环境内的众多传感器节点组成。传感器节点之间通过直接传递数据信息的方式或者其他节点辅助的方式进行通信，最终将采集的信息传递给位于监测区域外的汇聚节点。由于节点能量有限，且不能及时充电，节点能量耗尽后将会导致系统网络崩溃。所以节约传感器网络节点的能量，使节点能量得到更好的利用，进而延长网络的寿命是当前WSNs面临的重要问题。本文主要研究了WSNs分簇路由协议与最小生成树算法的结合，和改进结合算法中分簇路由协议的负载均衡能力，以及改进算法降低节点能耗的能力。
　　主要工作如下：
　　1.首先用LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)协议将WSNs分成若干簇，考虑到面积较大的子区域内节点数目较多，一些节点与簇头节点的距离较远，若成员节点直接与簇头节点建立通信会浪费更多的能量，所以在网络的每个子区域内形成生成树。由于网络内的簇头节点与监测环境之外的汇聚节点之间的通信路程较远，且处理的数据信息较多，直接进行信息传递的通信方式使得簇头节点能量消耗过快，所以在簇头节点之间形成生成树。考虑到节点采集数据速率和采集数据量的不同，对生成树的权值进行优化。仿真结果表明，和簇内单跳，簇间生成树的网络模型相比，提出的算法在减少节点的能量消耗方面效果明显，同时使得网络的使用寿命显著增长。
　　2.论文以LEACH协议为基础，改进了WSNs中分簇路由协议，并结合改进后的最小生成树算法，提高了WSNs的负载均衡能力，并且在减少节点的能耗方面和延长网络的使用时间上取得显著效果。针对簇头选取存在任意性的问题，考虑了能量对簇头选择阶段的影响，将节点当前的能量状态作为权重参数引入到簇头选择阈值公式中，从而使剩余能量高的节点更容易当选为簇头节点。针对LEACH协议分簇后，出现簇内节点数目较多或者较少的问题，设定簇内最优节点区间。小于最优区间下限的簇向邻居簇发出合并邀请，得到肯定答复后，与邻居簇进行合并，从而减少出现簇内节点数目较少的现象。最后对簇头节点形成最小生成树，并且考虑到簇头节点采集数据量和节点采集速率的不同导致剩余能量的不同，以及簇头节点与汇聚节点之间的距离因素，对生成树的权值进行优化。仿真结果表明，和基于LEACH条件下簇头节点形成生成树相比，提出的改进算法改善了WSNs的负载均衡的能力，并且在减少节点的能量消耗与增加网络使用时间等方面取得了显著的效果。