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本文针对新兴无线传感器网络中的三维空间随机最佳覆盖NP难问题进行了研究，采用计算几何与图论着色方法建立了三维空间的随机最佳覆盖数学模型，给出了一种分布式启发算法，得到了完成最佳覆盖的低能量消耗路径，并在此基础上设计了一种可以实现无线传感器网络三维空间最佳覆盖的优化路由协议，最后进行了协议算法的性能评价以及最佳覆盖和网络生存时间的实验仿真，结果表明协议算法时间复杂度低，并具有可扩展性、有效性和鲁棒性。