无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)是一种新兴的信息获取与处理技术,通常工作在人们无法或难于接近的恶劣及危险的环境里。针对其用途特点,无线传感器网络最大的特点即电池无法进行再次充电,或者说该网络具有能量受限的特性,因此,设计有效的协议及算法来降低网络的能量消耗、平衡网络节点的能量消耗、保证能耗的高效性以及最大程度地延长网络的生命周期已成为无线传感器网络研究领域的核心与首要问题。任何一个无线传感器网络的分簇协议都必须保证网络的使用寿命、低能耗以及能量消耗的均衡性。现存的很多分簇协议将普通节点到簇头节点间的距离作为普通节点选择簇头的唯一标准。然而,这些方法都忽略了基站的位置对于网络生命周期的影响。在这篇文章中,关于网络的能耗与能量模型,我们不仅考虑普通节点到簇头节点的距离而且还考虑簇头节点到基站的距离,这是因为后一个距离对于整个网络生命周期的影响更为重大与直接。为了保证能量消耗的高效性、均衡性以及网络的使用寿命,我们引入了一个全新的矩阵Time,并将Time矩阵作为分配各节点入簇(建簇)的全新的标准。基于Time矩阵,我们全新地定义了网络生命周期的理论值,对于无线传感器网络的静态和动态两个场景,我们通过分别求解静态场景的Min/Min问题及动态场景的优化(Max)问题而计算出整个网络的生命周期理论值。通过对这两个问题应用Time矩阵,我们能够较准确地估计网络的生命周期。以最大化网络生命周期为目标,我们将求解网络生命周期的问题建立成优化模型,同时给出了如何求得最优解的过程和步骤。基于此我们提出了一个基于分簇式的高能效的无线传感器网络分布式最优网络构建方案,简称为DOCE(A Distributed OptimalNetwork Configuration Approach with Energy-Efficiency in Cluster-Based WirelessSensor Networks)。实验仿真结果表明DOCE在能量消耗、能量平衡以及延长网络生命周期等各个方面都优于传统的分簇协议(如LEACH)以及自组织网络的建构算法(如ANDA)。