无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)是一种新的信息获取技术,作为无线通信网络的一代新星,具有非常广阔的应用空间。WSN的组成并不复杂,它是由许许多多的具有无线通信功能的微型传感器节点构成,这些节点通过自组织的方式对所处环境或监测对象协作地实施监测、感知和采集数据,最后将数据传送至基站,并由用户对其进行分析和利用。WSN区别于传统无线网络的很多特点,特别是传感器节点在能量方面存在的局限性,使得现有的无线技术对它并不适用。研究表明,节点的绝大多数能耗是在通信模块,那么如何选择合适的路径传输数据来节约能量就变得十分重要了。因此,越来越多的研究人员将研究的重点放在了路由算法上。目前,很多成熟的路由算法已经被提出。本文在总结了平面、层次和位置路由算法的特点,并且从不同的性能参数进行了比较之后,选择了最经典最早的层次路由算法LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)进行研究。LEACH算法是第一个在WSN中提出的基于完全分布式和分簇的层次路由算法,具有自适应性好、容错性强的优点,但是,该算法在能量方面利用率较低,而且在大规模的网络中并不适用。针对上述缺点,本文提出了基于LEACH的改进算法F-LEACH(First-death LEACH)。本着延长第一个死亡节点的生存时间和网络整体生存时间、改善网络能耗特性的目的,对LEACH算法做了4点改进:(1)通过对监测区域进行等面积圆环划分,限定簇头多跳通信的大致路径,降低了距离汇聚节点较远簇头的数据的发送能耗以均衡网络负载,同时扩大了监测范围。(2)通过公式计算出各区域的最优簇头数和簇头间距,使得在能耗最低的情况下尽可能让簇头在各区域均匀分布以均衡簇头任务。(3)利用簇头跨区域成簇的方法节约簇内通信能耗,同时静态分簇消除成簇能耗。(4)根据各区域簇头间的距离和能量建立多跳路径,选择距离相对较近且能量较多的下一跳区域簇头进行数据传输,直到传输给汇聚节点。最后,通过MATLAB对LEACH、LEACHMTE(LEACH Minimum Transmission Energy)和F-LEACH进行仿真,证实F-LEACH算法能够较大程度延长第一个死亡节点的生存时间和网络整体生存时间,有效改善网络能耗特性,最终增大了数据采集总量。