随着无线通信技术、微机电系统和嵌入式技术的飞速发展,无线传感器网络(wireless sensor networks,WSN)技术受到了相关研究者们的高度关注。受传感器节点能量的限制,WSN的发展面临诸多困难与挑战。均衡传感器节点能耗,提高能量的利用率,延长网络的生命周期成为WSN路由算法设计的重要目标之一。本文针对能耗均衡的WSN分簇路由算法展开研究,论文主要研究工作如下:首先,在研究LEACH和EEUC的基础上,提出了基于虚拟静电场的LEACH改进算法(LEACH based on Virtual electrostatic field,LEACH-V)。通过引入综合能量和距离的评价因子将簇首(cluster head,CH)选取机制进一步优化,使得高能量水平节点具有更大的当选概率。簇间多跳通信中,通过引入库仑力来优化中继节点(relay node,RN)的选取、均衡网络的能量消耗。然后,针对WSN路由算法中分簇及CH选取不合理问题,提出了一种基于模糊C均值(fuzzy C-means,FCM)及元启发式算法的能耗均衡路由算法(Energy-balanced based on FCM and Meta-heuristic algorithm,EBFM)。该算法通过FCM聚类将网络划分为合理数目的簇,然后设计了不同的适应度函数来分别选取负责簇内数据收集的CH和簇间数据转发的RN,最后利用蚁群优化算法(ant colony optimization,ACO)构建簇间多跳通信路径。仿真结果表明,EBFM能够有效平衡能量消耗,延长网络的生命周期。最后,针对WSN路由算法中过大的控制开销和能量空洞问题,提出了基于位置及和声搜索(harmony search,HS)的能耗均衡WSN路由算法(Energy-balanced based on Position and HS,EBPH)。EBPH考虑了节点的通信能力,将监控现场划分成大小不同的层和簇,以保证网络数据传输的可靠性。并依据节点的能量水平和簇内位置来选取健壮的CH。针对WSN特点改进的HS算法从CH中选取合理的RN来构建簇间通信路径。仿真结果表明,EBPH在均衡网络能量消耗、延长网络生命周期方面具有较大优势。