无线传感器网络(Wireless Sensor Network简称为WSN)作为一种全新的信息获取和处理的技术,已经在军事、环境监测、智能家居、空间探索等方面取得广泛的应用。无线传感器网络是由大量的传感器节点组成,通过无线通信方式自组织形成网络,能够协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息,并将这些信息传送到基站。它不需要固定的网络支持,具有快速展开、抗毁性强等特点,具有十分广阔的应用前景。无线传感器网络是由许多具有低功率无线收发装置的传感器节点组成。由于节点能量有限,且节点一般处于比较恶劣的环境中,不能进行能量补充,因此高效利用能量是无线传感器网络路由协议研究的重点。本文通过对LEACH协议的分析和研究,针对LEACH协议中一些缺点,提出一种改进算法。改进算法主要包括两个算法,分别是基于负载均衡和剩余能量的分簇算法和基于贪婪算法的多跳路由算法。基于负载均衡和剩余能量的分簇算法针对LEACH协议簇头选择、簇规模以及单跳路由三个方面的缺点进行改进,主要内容如下：(1)在簇头选择中,除第一轮随机选择簇头外,在以后的轮中选取簇中剩余能量最多的节点来担当簇头,由于簇头节点要消耗较多能量,选择节点剩余能量最大的节点来担当簇头,这样可以实现负载均衡。(2)针对单跳路由的缺点,改进后的算法将簇头节点分为近节点簇头和远节点簇头,近节点簇头直接和基站通信,远节点簇头通过近节点簇头和基站进行通信,这样可以避免因长距离的通信而消耗大量能量。(3)在簇的规模上,为避免簇节点数太多而造成的负载不均衡,对近节点簇和远节点簇的最大节点数进行限定,并且近节点簇头要对远节点簇头进行数据接收和转发,要消耗多一些能量,因此近节点簇最大节点数要比远节点簇最大节点数要少,这样可以进一步实现负载均衡。基于贪婪算法的多跳路由算法是选择近节点簇头和远节点簇头之间的通信路径,采用距离近节点簇头最近的远节点簇头来作为近节点簇头下一跳,远节点簇头选择离它距离最近的远节点簇头作为下一跳,对已经当选为下一跳的远节点簇头做标记,已经标记过的远节点簇头不能再作为下一跳,直到所有簇头节点都被标记,近节点簇和远节点簇之间的多跳路径选择完成。最后在MATLAB中对LEACH协议和改进后的算法进行仿真,分别从节点存活数、网络总能耗以及某一轮中节点死亡分布来进行性能分析和比较。实验结果显示,与LEACH协议相比,改进后的算法延长了网络生命周期、提高了能量利用率以及具有较好的负载均衡。