对无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,简称WSN)研究的重点之一是延长生命周期。能量空洞是导致网络生命周期过短的主要原因之一。形成能量空洞的因素有很多,最主要的是由WSN的工作原理和部署形式导致的:下层节点以多跳的方式向上层节点进行数据传输;父节点在接收节点数据时,会同时接收多个子节点的数据。这就导致父节点在收集和发送数据时,比下层节点收集和发送数据时耗费的能量更多。因此,越靠近SINK处的节点越容易提早耗尽能量。由过早耗尽能量的节点所组成的区域就是能量空洞。为了解决因节点传输数据次数过多而产生的能量空洞问题,本文设计了一种数学模型来描述理想情况下数据传输的情况。同时,设计了一种策略用来针对特定规模网络流量的传输问题。策略是基于真实实验测量值提出的。结果表明:传输和接收单位字节和满MTU字节所消耗的能量基本一致。由此可见,可以通过控制每个节点传输和接收的数据量来调节整个网络的耗能,从而达到延长WSN生命周期的目的。通过前期实验数据的计算和分析,发现接收数据消耗的能量大约是传输数据消耗能量的60%。所以可以通过数据聚合的方式,让每个节点在传输数据前满足收集的数据量为数据包最大值的条件,从减少节点传输数据次数的角度节约网络的耗能。同时,通过最小费用最大流对提出的数学模型进行优化,使其能够更直观地描述网络。优化后的模型属于凸优化模型,由于凸优化模型的特点是求解难度不高、其时间及迭代次数均可收敛的,因此,可以保证优化后模型求得的局部最优解是全局最优解。其次,利用了运筹学中的分支定界法规划了网络内的数据传输流向。由于传统的分支定界法在解决规模较大的网络问题时,求解速度比较慢。因此,对传统的分支定界法进行了改进。改进之后的算法在对大规模网络进行求解时,求解的速度更快。通过与已有策略在生命周期、网络总能耗、能量利用率、网络中剩余节点能量之和等四个参数进行对比。结果显示本文的策略优于已有的优化策略,能够有效缓解能量空洞的形成,从而延长WSN的生命周期。