随着传感网、物联网、泛在网和智慧地球等概念的提出,无线传感器网络做为计算机科学与技术中一个重要的研究领域,对他们的研究和发展具有一定的支撑性作用。无线传感器网络的发展已受到业界的广泛关注,并且在军民两用领域拥有巨大的应用前景,而路由协议做为在无线传感器网络中最受关注的研究话题之一,由于受到传感器节点能量有限这个特殊限制因素,因此在设计无线传感器网络路由协议时,首要的考虑因素应是能量的合理利用,从而有效的延长网络生存周期。本文首先分析了国内外无线传感器网络路由协议的研究现状。以目前研究最为热点的分簇路由协议做为突破口,详细对比分析了各种分簇路由协议的优缺点,总结得出:以非均匀分簇为基础,采用混合式簇首选举方法,簇内单跳通信,簇间使用动态多跳通信路由协议可以提高能量有效性。文中对典型的均匀分簇路由协议LEACH和非均匀分簇路由协议UCS、EEUC、USCR给出了详细的分析比较,发现其中的不足之处,提出了具有针对性的改进方案,并在此研究的基础上提出了一个能量高效的分簇路由算法EERA (Energy Efficient Routing Algorithm)。EERA协议的设计工作重点主要有以下五点:(1)感知区域的划分:以基站为圆心采将整个感知区域划分为大小不等的圆环,低能耗实现非均匀分簇。(2)选择簇首的标准:选择簇首时综合考虑节点剩余能量和相对位置,为每个节点确定其成为簇首的竞争能力,优化簇首的选择。(3)路由构建:簇间采用多跳路由传输数据,路由构建时不仅考虑节点发送数据的能耗,而且兼顾了中继节点的接收能耗,把数据直接发送的距离限制在阈值之内的同时尽量减少数据中转次数。(4)簇重构策略:本文根据汇聚节点接收数据量和簇首节点的能量来发起簇的重构。(5)数据动态路由:簇首节点在稳定传输阶段动态选择路由路径,避免多次采用同一条路径转发造成该路径上簇首节点快速死亡。本文使用OMNET++仿真工具在网络能耗均衡度、网络生存时间、全网能耗三个方面对LEACH、EEUC、UCSR、EERA四协议做仿真实验,并对实验结果进行对比分析,验证了EERA协议的有效性。