随着传感器、计算机和通信技术的发展,集成这三种技术的无线传感器网络引起了广大研究人员的关注。无线传感器网络源于无线自组织网络,但与传统的无线自组织网络相比有许多新的特点,例如单个节点性能偏低、携带能源少,网络节点密度大,多跳自组织结构,同时路由与应用紧密结合,这样的特点对路由协议的高效性和针对性提出了很高的要求。本文首先介绍了无线传感器网络的研究背景和发展现状;然后介绍了无线自组织网络路由协议的主要类型,并结合无线传感器网络特点比较了无线自组织网络的四种代表性路由协议OLSR、AODV、DSR、ZRP。通过对其存储容量、算法复杂度、实用性以及拓扑变化适应性等方面的比较,选取了AODV协议作为本论文路由协议的基础;但因无线传感器网络采用的不是传统无线自组织网络的一对一数据传输方式,而更多地使用多对一的数据传输方式;而且无线传感器网络还具有节点资源受限等特点,因此会出现一些特有问题,如“热点”和网络分割问题,而AODV协议难以有效解决这些问题。所以本文针对此类问题提出了基于AODV协议的无线传感器网络路由协议EPMP-AODV(Energy Probability Multi-Path AODV)协议,并且在TinyOS平台上对EPMP-AODV协议完成了代码实现;最后,通过软件仿真和实际布网测试两种方式对EPMP-AODV协议的性能进行了验证。结果证明EPMP-AODV协议通过引入多路径和按能量随机选择路径的机制,可以缓解“热点”和网络分割问题对网络生存期的影响,达到延长网络生存期的目的;同时也可以在节点数量增大和发包速率较高情况下降低网络中的拥塞,提高分组投递率,从而验证了EPMP-AODV协议的可行性和有效性。本文有创新和有价值的工作主要体现在以下两个方面:1.提出了能量多路径的AODV协议(EPMP-AODV协议),该协议将AODV协议扩展为多路径协议,同时引入了根据节点能量均衡使用多路径的思想。在路由建立过程中将节点能量的表项添加到路由表;并且在数据传送过程中根据该表项的值均衡的使用路由表中保存的多条路径。这样使得在传送数据包时节点能量较高的路径会有较高的使用率,从而解决了AODV协议在静态无线传感器网络中使用单一路径易导致中间节点过早死亡的问题;也减少了因节点能量耗尽而导致的网络拓扑变化。虽然EPMP-AODV协议不可避免会付出路由开销增大等代价,但是对于无线传感器网络更为关注的均衡节点能耗和延长网络生存期等方面,可以达到有效提高的目的。2.在TinyOS系统中,用NesC语言对本文提出的EPMP-AODV协议进行了编程实现,并使用TOSSIM仿真器和实际布网测试两种方式在不同规模的网络中对EPMP-AODV协议和传统AODV协议的性能进行了比较。结果表明,EPMP-AODV协议通过使用多路径和按能量选择路径的策略,达到了延长网络生存期的目的,其多路径机制也可以在数据流量较大时缓解数据拥塞,从而证明了本协议设计的有效性。