无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术,它综合了传感器技术、嵌入式计算技术、无线网络通信技术、分布式信息处理技术以及微机电技术,能够协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息,通过嵌入式系统对信息的处理和自组织网络多跳中继方式将信息传送到终端用户,从而实现“无处不在的计算”理念。无线传感器网络的发展和广泛应用,将对人们的社会生活、产业变革带来极大的影响和产生巨大的推动作用。无线传感器网络通常由大量密集的传感器节点构成,但由于节点的能源、计算能力和带宽都非常有限,传统的无线路由协议不适合无线传感器网络。因此,设计能够有效节约能源、延长网络生命周期的路由协议就成为无线传感器网络研究的一个重点。本文首先对现有的无线传感器网络路由协议进行分类和比较研究,然后有针对性地选择典型的分簇式路由协议——LEACH协议作为研究对象,分析LEACH协议的不足,并在此基础上对LEACH协议最优簇头数目的选取,簇头节点的选择依据,簇间的通信方式,簇头节点的分布方式进行改进。改进后的LEACH协议提高了簇头的选取标准,使簇头节点分布更加均匀,避免了单个节点过度消耗能量。其次引入残余节点的概念,分析LEACH仿真实验结果,当第一个节点死亡时其它具有剩余能量的节点的分布情况和能量情况,将具有剩余能量的节点作为残余节点,研究残余节点的阈值及数量的选取方式对无线传感器网络生命周期的影响。最后在改进后的LEACH协议中通过基于能量阈值的随机选取方式加入残余节点,在MATLAB平台上进行仿真实验,仿真结果表明,加入残余节点有效延长了网络生命周期,提高了网络的使用效率。