随着物联网的飞速发展,无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)技术已经走进了人们的生活,无线技术也得到了快速的发展,并且逐渐改变着人们的生活方式。WSN技术是在嵌入式技术、无线通信技术以及传感器技术的基础上孕育而生的,它由许多价格低廉、低功耗、通信距离短的微型传感器通过无线通信的方式自组织而成。WSN中的传感器节点多半部署在环境极度恶劣的地区,并且受到自身计算速度慢、内存小、能量有限等因素的极大约束,所以如何降低网络的能量消耗、延长WSN的生存时间成为该技术的巨大考验。论文深入研究WSN路由协议,其中LEACH路由协议是本论文的理论基础。LEACH路由协议是一种经典的层次型路由协议,它主要根据簇头轮换机制将消耗的能量较均匀地分摊到整个传感器网络中。通过分析LEACH路由协议的工作原理,发现由于簇头选择的随机性,整个传感器网络不能得到最优的簇头个数,也无法确定簇头的最优位置,这样就可能导致部分区域的簇头比较集中,部分区域可能没有簇头,从而造成簇内某些非簇头节点与簇头节点间的距离过大,那么在数据传输阶段非簇头节点势必会消耗大量的能量。并且LEACH路由协议在选举簇头阶段,忽略了节点的剩余能量情况,这样就可能选择能量较低的节点作为簇头节点,从而影响整个网络的寿命。论文针对LEACH路由协议的能耗特点,在LEACH路由协议的基础上进行改进。首先,计算出当前整个无线传感器网络中最优簇头的个数,将整个区域按照基站的位置,从中心线划分成两个同等大的区域,其中离基站较近的区域定义为S1,另外的区域定义为S2。再根据最优簇头的个数分配簇头给S1和S2两块区域,保证S1所分配的簇头个数比S2所分配的簇头个数多。S1和S2两块区域再根据簇头的个数平均划分各自的区域,保证每个区域都有簇头,通过这样的方式进行非均匀分簇。其次,在算法中同时引入能量因子以及节点比例因子。通过能量因子保证剩余能量较大且高于网络平均剩余能量的传感器节点有更大的机率成为簇头;通过节点比例因子可以保证分布在节点相对密集区域的传感器节点有更大的机率成为簇头。再次,采用多跳的方式进行数据的传输,多跳传输的路径,采用二叉树方法计算出来,这样可以有效的避免"空洞"问题。最后,利用仿真软件进行LEACH算法的仿真实验和改进算法的仿真实验,对仿真实验结果进行分析,验证改进算法的有效性。并模拟生成LEACH算法以及改进算法的网络拓扑图。