无线传感器网络作为将信息世界以及物理世界融合的网络,它依靠监测范围中节点采集、处理以及传输数据信息,改变了人与自然的交互方式,极大地扩展了网络的功能以及人类认识世界的能力,受到了国内外学者的高度重视。路由协议作为无线传感器网络重点探究内容,不断地优化和改进显得极具价值。TORA(Temporally Ordered Routing Algorithm)是一种按需路由协议,通过引入高度机制进行链路选择,可以在源—目节点间形成一条或者多条有效链路,具有高鲁棒性和高效性等优点,被广泛应用在各个领域,但也存在网络负载不均、开销大等问题。针对上述问题,本文在对经典TORA深入研究的基础上提出一种结合负载均衡策略和低开销策略的优化协议—TORA-p。它利用网络MAC层信息计算所得的节点空闲度,定义链路可用性这一参数,将该参数作为选路的优先参考指标,优化节点下一跳选择,分散了网络数据流量;同时,它以互联网封装协议IMEP(Internet MANET Encapsulation Protocol)应答机制中BEACON包发送间隔内节点链路变化得分为参数,定义网络变化率,自适应地调整OBM包的最大重发次数,减少链路故障误检带来的不必要路由维护开销。为了验证TORA-p的优越性,本文在TrueTime2.0平台上对算法做了仿真对比。首先选取路由开销和节点能量均衡性两个指标验证了低开销策略和负载均衡策略的可行性,同时,仿真结果也说明优化后的TORA-p节点能量更加均衡,网络整体开销更低;接着通过仿真实验比较本文优化算法与按需协议DSR以及AODV的优劣,首先在发包率变化以及节点最大移动速度变化的情况下测试了各算法的时延、分组递交率、路由开销以及网络能耗的表现,接着选取网络生存时间指标进一步测试各算法。结果表明:从总体来看,TORA-p在降低时延、提升分组递交率、减少路由开销和能耗上更加具有优势,提升了网络可靠性的同时也延长了网络生存时间。最后,采用TelosB节点对优化算法TORA-p进行了硬件验证。首先以采集环境中温湿度和光照信息为例,描述了TORA-p实现;接着在发包总量变化和发包周期变化下分别测试了TORA和TORA-p的丢包性能,展现出了TORA-p低丢包率,高可靠性的优势;最后,依据WSN节点能耗模型,实际测量了TORA以及TORA-p不同网络运行时间下的能耗,结果显示:TORA-p较TORA协议能耗更低,资源利用率更高。