无线传感器网络是一个由节点大规模部署所形成的网络。由于节点本身的电源能量、计算和通信能力方面的限制,故研究节点之间如何形成合理有效的拓扑是设计传感器网络的重点问题。同时,由于静态无线传感器网络的特点会导致热区问题,严重影响着网络的寿命,因此如何延长网络生存期也是需要研究的重点问题。本文首先对层次分簇算法HEED(Hybrid Energy-Efficient Distributed Clustering)进行改进,形成一种新的算法HEED_A(HEED_Advanced)。在该算法中将连通度因子加入簇头选举,形成更加合理的分簇拓扑,并加强算法的健壮性;对原算法中每次重新划分簇时都会产生大量广播消息这一缺陷进行改进。针对热区问题,提出了基于分簇结构的移动sink路由算法(简称为CRA_MS)。sink节点在圆形检测区域内移动,首先根据路径内外数据传输能耗均衡的思想计算出sink的移动路径。然后考虑sink节点的发射半径,在其移动路径上设置一个环形数据缓冲区,并将移动sink路由分为两部分:缓冲区内路由和缓冲区外路由。CRA_MS算法采用最短路径树方式设计缓冲区外路由,缓冲区内路由研究了簇头节点subsink的负载与缓冲区所在位置和大小的关系。在CRA_MS1中研究了改进的缓冲区外路由,即subsink节点的选择问题。建立一个最大数据量最小能量模型来描述该问题,使用遗传算法对其求解,通过染色体的编码、交叉、变异操作,取得符合条件的解。最后通过仿真表明:改进的算法在数据采集能耗、网络生存周期方面都有较好的性能。