无线传感器可以被应用于军事、商业、医疗救护、环境监测等多方面,具有广阔的应用前景,因此成为计算机科学技术中一个新的研究热点。由于无线传感器网络自身的特点,现有的无线路由协议并不适用于传感器网络,面向应用的路由协议设计逐渐成为网络层研究的核心。针对节点高密度部署的网络环境,当前常用的各类路由算法,包括平面路由、层次路由、地理位置路由算法等,都不能有效地降低网络能耗。基于拓扑控制的GAF算法应运而生。它将网络划分成若干个单元格,同一单元格内推举一个节点作为簇头,代替整个单元格实现通信功能。本文以GAF算法为研究对象,围绕着其在不同的网络拓扑变化环境,如节点移动、节点增加、节点删除等过程中的健壮性问题提出改进算法。首先针对节点移动环境,本文提出将不同移动速度的节点以不同的权重竞选簇头,以此来减少移动节点成为簇头的可能性,从而降低丢包率,减少网络总能耗。其次针对节点增加环境,本文提出将新加入的节点及时地加入原拓扑结构中,从而进一步降低网络能耗。最后针对节点删除的环境,提出在每个单元格内推选两个节点作为簇头,防止节点删除过程中的单点故障,从而降低网络的丢包率。