无线传感器网络因其低廉的价格、便利的部署方式,正得到越来越广泛的研究和应用。无线传感器网络最大的缺点是节点能量受限,同时存储空间及计算能力等资源也非常有限。在有限的硬件条件下,大规模数据采集易使网络产生拥塞现象,并造成节点能耗大幅度增加,严重时会造成网络的瘫痪。以上问题使得在无线传感器网络中数据传输的可靠性受到很大限制。本文以无线传感器网络路由协议为研究对象,综合考虑传感器节点能耗、通信可靠性,对路由协议进行优化和改进,以提高网络的有效工作时间。本文主要研究工作如下:1、在对比分析现有无线传感器网络路由协议和算法的基础上,结合网络的特征,归纳出无线传感器网络路由协议的特点以及设计要求。2、在研究AODV路由协议和改进算法的基础上,提出适用于无线传感器网络的AODV改进算法ER-AODV。该算法采用限制泛洪改进机制,解决了AODV路由协议报文的广播风暴问题,节约节点的能量消耗。同时在路由过程中将链路质量、剩余能量及节点拥塞等多种因素作为确定路由的指标,为数据传输提供高效路由策略,提高了网络的生命期和数据传输的可靠性。3、研究和分析了无线传感器网络分层型路由协议LEACH,对LEACH协议中的簇头选举算法进行改进,同时引入蚁群算法,建立簇头间多跳路由,从而平衡传感器节点的能耗,延长网络的寿命。4、对ZigBee网络中星型结构、网状结构和簇树结构三种拓扑结构进行研究,并对相应的路由算法提出改进方案。在Network simulator(NS2)仿真环境下对上述改进算法的性能进行研究分析,仿真结果表明,改进算法均衡了整个网络节点的能量,有效地延长了系统生命周期。