本文首先介绍了无线传感器网络的研究现状,总结了无线传感器网络中路由协议的研究,分析了路由协议的特点、性能衡量指标和影响因素,通过对现有典型的无线传感器网络路由协议的简要介绍,分析出路由协议存在的问题和优化原则,在上述工作的基础上,选择了本文的设计方案。接着详细介绍了本文的改进路由算法,为实现减少数据的重复发送量、节约能量、延长网络寿命、平衡网络负载的目标,本文以能量感知路由之一的最小跳数算法为基础,详细分析了最小跳数算法的特点,设计了多路径修正路由,自适应动态路由,路由可靠性机制三方面的改进方案,并且结合改进方案设计了基于最小跳数的改进平面路由协议和基于最小跳数的改进分簇路由协议,将两种类型算法的优点相结合,提高网络的健壮性与可扩展性。仿真结果显示改进算法有比较理想的改进效果。然后在ICC AVR集成开发环境下,以CC2420射频芯片和ATmega128L作为传感器节点平台,对算法进行C语言程序设计。从网络层帧格式、核心数据结构和网络层服务函数三方面分别设计了基于最小跳数的改进平面路由协议和基于最小跳数的改进分簇路由协议的程序,并且设计了网络节点运行进程。最后在实验平台上对路由协议进行了调试,结果表明在本文的实验环境下,节点可以稳定工作,并且可以实现基于网状结构的组网和路由策略,为无线传感器网络的进一步研究奠定了基础。