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针对无线传感器网络中能耗不均的问题，在非均匀分簇的基础上，本文提出一种基于模糊理论的无线传感器网络路由优化算法。在分簇阶段，将节点的相对剩余能量、向心率、成功发送率作为各层簇首选举指标，运用模糊逻辑推理选择簇首。在簇间路由阶段，由熵权法确定簇首节点指标的权重后采用模糊综合评判法得出簇首的转发概率值，选择概率值较大的簇首节点作为转发节点，逐层完成信息传输。仿真表明，该算法在降低能耗与延长网络生命周期方面性能较优。