无线传感器网络(WSN)是目前国内外热点研究领域之一,WSN可广泛应用于工业、农业、军事、智能交通和环境保护领域等场景中。WSN通常由大量配备感知、无线通信、计算处理和电量严格受限的节点组成,节点通过互相协作来完成数据感知、传输任务。与传统的无线网络相比,WSN存在明显差别,如网络连接不可靠性、节点处理能力有限、节点存储限制等,而其中最为突出的特点是节点能量受限。节点主要依靠电池供电,一般情况下无法及时更换。因此,目前无线传感器网络路由的关键研究课题之一,是设计能量效率高且扩展性强的路由协议。目前大部分WSN路由协议的关注点主要集中在提高网络服务质量,而忽视节点能量的限制。本文在总结WSN路由算法的基础上,将基于生物特征的蚁群算法(ACO)引入到WSN路由协议中,结合ACO的自组织性、鲁棒性、并行性和正反馈性的等特性,降低在路由过程中能量消耗。本文首先根据WSN的研究现状、体系架构以及支撑技术,总结目前WSN面临的问题和路由协议设计的基本要求,具体分析在WSN路由设计中引入蚁群算法的原因。其次,阐述ACO的基本原理以及发展过程,并总结算法的优点及缺陷。在现有的ACO基础上,提出并改进了全局信息素初始化设置、局部信息素更新策略以及蚂蚁回溯行为,并分析其在WSN路由中的优势体现。最后,将改进的ACO引入到路由协议设计中,提出一种增强型蚁群算法WSN路由协议(E-ACRP)。在E-ACRP中,设计了路由传输模型、分组数据结构、路由搜索机制、鼓励值机制和信息素更新机制等信息。为了验证E-ACRP性能,本文根据先前研究,引入一种基于最大最小蚂蚁系统算法的WSN路由协议(ACRP)。仿真实验表明,在设置参数相同的场景下,E-ACRP在网络生存期、算法收敛速度、路由路径选择和数据传输方面会明显优于ACRP。