无线传感器网络作为21世纪最重要的技术，是微电子技术、Ad Hoc无线网络、分布式计算等信息技术发展和融合的产物，它在军事、医疗、农业、交通、环境监测等领域的广泛应用引起国内外学术界和各行各业的广泛关注，成为近年来信息科学的一个研究热点。 无线传感器网络节点数量庞大，能源有限，并且不能补充能源，因此网络的拓扑结构和路由协议对无线传感器网络的性能和生命周期至关重要。有效的节约能源和延长网络生命周期是无线传感器网络路由设计的目标。本文介绍和分析了无线传感器网络的两种拓扑结构和相应的路由协议，明确分簇式拓扑结构和路由协议更具有优势和发展空间，因此，本文设计了一个协同的树型无线传感器网络拓扑结构模型，并在此基础上提出了一个基于树型的带副本节点的分簇路由协议，该协议采用基本稳定的拓扑结构，通过竞争机制产生簇头，利用副本节点查询簇头节点的状态，并且控制簇内簇头的重新选举，网络不再需要重新拓扑，轮换簇头。 本文详细阐述了所提出路由协议的实现过程，利用数学推导和OMMeT++仿真工具对其性能进行了理论分析和仿真验证，理论分析和仿真数据都表明该协议具有良好的性能和较长的生命周期。