如何解决能量空洞现象,并延长网络生命周期已经成为无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)中的主要问题之一。网络中如果产生了能量空洞,会造成空洞周围的节点不但需要转发自身的数据,还要传输失效节点的数据,这样会造成出现大量失效传感器,造成网络中的空洞范围变大,导致很快失去工作能力,它影响着整个传感器的工作时间、传输能力和能量使用率情况。所以探求一种避免能量空洞的有效路由协议来提高网络工作效率和工作时间,具有重要的研究意义。目前,通过使用层次路由算法是改善整个传感器节点能耗的有效方法,本文针对分簇算法在簇头选取和成簇过程中的缺陷,提出了一种有效避免能量空洞的路由协议。其研究内容包括最优簇头的选取,非均匀成簇优化方法,以及避免空洞效应的数据传输方法。(1)最优簇头的选取:目前现有的簇头选取方法迭代次数过多,导致能耗问题较大,本文提出的簇头选举方法是直接比较包括剩余能量和节点到基站距离等影响因子,比目前现有的迭代簇头选举方法更直接更有效,减少了迭代过程的次数,达到了延长网络寿命的目的,能够有效避免能量空洞现象。(2)非均匀成簇优化方法:原始的非均匀分簇算法中,没有对簇半径的合理性过多的考虑,本文提出了更加完善的簇半径公式,能够有效的降低能量空洞现象出现的时间。(3)避免空洞效应的数据传输方法:无线传感器网络从中期到后期,随着死亡节点数目的增加,会出现成片的死亡节点,产生漏斗效应,形成能量空洞现象,为了避免和缓解出现死亡节点成片这一现象,提出了一系列数据传输策略与本文的UCS(Uneven Clustering Strategy)算法相结合,得到了UCDTS算法(Uneven Clustering and Data Transmission Strategy)解决能量空洞效应。运用死亡节点离散度这一指标反映能量空洞效应对无线传感器网络的影响程度,并提出了判别死亡节点离散度好坏的方法。通过实验数据显示,本文提出的方法在网络工作时间,节点存活数量、数据包发送数量,以及总能耗等方面都有进步。将本算法与UCS、UCRA、LEACH-E、LEACH相比,网络生命周期分别延长了3.6%、19.6%、71.5%、122%。