随着无线通信、传感器技术,计算机技术和网络技术的快速发展,集成这些技术的无线传感器网络应用越来越普及。无论是医疗检查,地理气象监测,还是军事侦查,以及数字化生活中的家庭监控等,无线传感器网络都能很好胜任。由于其广泛的应用前景,学术界和社会都给予了高度的重视。无线传感器网络的路由协议与传统网络协议相比,有很多不同。无线传感器网络的能源和资源有限性决定了其路由协议的设计,要求路由协议必须能耗小,能效高,简单快捷,能更有效的延长网络生命周期。本文首先对无线传感器网络的概念和结构、自身特点以及关键技术做了介绍,主要是对现有的各种无线传感器网络层次型路由协议进行介绍,并对这些路由协议及实现算法的优缺点进行研究和分析。其次,在基于LEACH的基础上,针对其簇头分布不均,簇头单跳通信等缺点,设计了一种适合大规模网络基于虚拟网格的层次型路由协议(LEACH-VG),通过基于虚拟网格来选择簇头,簇头通过中间节点与汇聚节点通信,有效的改进了LEACH的缺点,具有能效高,网络生命周期长等优点。本文还介绍了仿真工具NS2,并在NS2上实现了LEACH-VG路由协议,并对其进行大量的仿真实验。根据仿真结果与LEACH以及LEACH-C进行对比分析,可以看出,LEACH-VG路由协议在能效、节点存活时间、网络生存周期等方面具有较好的性能,并且具有较好的扩展性。最后,通过对LEACH-VG路由协议的分析,提出了层次型路由协议设计的一些基本原则。