普遍网络化孕育出的无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术,它在诸如军事、环境监测和预报、健康护理、智能家居、城市交通以及空间探索等领域有着广阔的应用前景。用电池供电的微型传感器节点的资源有限成了无线传感器网络实用化的瓶颈。因此提高传感器节点的能量有效性是无线传感器网络研究的重点。一个具有自组织、可扩展性和鲁棒性的良好网络结构能够提高路由协议和MAC协议的效率,为数据融合、时间同步和目标定位等很多方面奠定基础,有利于节省节点能量来延长网络的生存时间;节能高效的路由算法同样可以提高传感器节点的能量有效性,延长整个网络的生存时间。围绕提高节点的能量有效性,延长网络的生存时间,本文做了以下工作:①收集、查阅国内外与无线传感器网络有关的文献资料,掌握无线传感器网络的研究成果与最新发展动态。②学习总结了无线传感器网络的体系结构、特点、关键技术。③研究分析了基于正六边形网格的分层网络结构,从功率控制角度提出了最优分层算法。④研究并分析了现有的无线传感器网络路由算法,在对现有的路由算法进行归纳和总结的基础上,对最小传输能量协议MTE进行了改进,提出了基于簇的最小能量传输协议MTEBC(Minimum Transmission Energy Based on Clustering)。⑤以无线传感器网络在变电站中的应用为例,对最优分层算法和MTEBC协议进行了仿真分析,仿真分析表明,当网络监测区域面积一定时,先把网络进行合理分层,并以此为基础选择合适的路由算法,可以提高节点的能量有效性,延长网络寿命。