无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)通过大量节点间协作实现监测、采集、处理信息等功能。由于监测区域危险复杂,单个节点功能弱、能量有限,能量高效成为整个网络的关键问题。定向扩散路由协议(Directed Diffusion,DD)是一个经典的基于数据的路由协议,但在建立数据传输梯度之初的兴趣扩散阶段存在大量的能量消耗。因此,如何使定向扩散路由协议更加能量高效、寿命长仍是无线传感器网络重要的研究方向。本文的主要研究成果如下:1.提出基于梯度阈值和跳数值的定向扩散路由算法(Directed Diffusion Based on Gradient Threshold and Hop Value,DD-JTH)。针对周期性的兴趣消息分组探测与数据无限转发导致的能量消耗以指数的形式不断增加而引起的网络负载严重的弊端,DD-JTH对节点的跳数值设定梯度阈值,兴趣扩散逐跳传播,传感器节点收到兴趣后,更新数据初期,需要对节点跳数值与梯度阈值的大小进行判定,只有当跳数值小于梯度阈值的梯度所对应的邻居节点才会被选取作为扩散的下一跳节点,由此限定节点的转发次数,避免不必要的数据转发,使转发节点尽量接近最佳传输路径。2.提出基于能量梯度阈值和剩余能量的定向扩散路由算法(Directed Diffusion Based on Energy Gradient Threshold and Residual energy,DD-RTH)。针对因节点能量耗尽而出现反复扩散兴趣消息重新建立梯度,对已建立的梯度利用不充分的弊端,DD-RTH对节点的剩余能量设定梯度能量阈值,在算法运行的一定时间范围内,最初建立的相关梯度不工作,数据仅沿着加强路径传输,如果在该加强路径上一旦出现某个节点能量小于设定的能量阈值的情况时,则汇聚节点重新建立并启动加强路径,数据将根据新的加强路径进行传输。仿真实验表明,与定向扩散路由协议(DD)相比较,DD-JTH随着节点数的增加,整体传送的信息包数量和能量消耗均减少,节点剩余能量增加;DD-RTH随着节点数和运行时间的增加,平均剩余能量增加。说明改进后的两种方法均降低了能量消耗,实现了能量高效的目的。