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无线传感器网络(Wireless Sensor Networks)是由随机撒播在监测区域内的大量传感器以无线通信方式自组织形成的网络。传感器节点拥有着体积小、成本低、易于部署等优点,可以在自然环境差、人类难以进入的区域进行工作。这些特点决定了无线传感器网络不论在军事领域还是在日常生活以及工业生产等领域都有广泛的应用前景。然而传感器节点自身携带的能量有限且一旦部署后不能补充,因此减少通信能耗、提高网络生存时间是无线传感器网络路由协议的研究重点之一。LEACH协议是一种经典的分层路由协议,它将网络中的节点分成若干个簇,从而形成层次型路由协议,本文在LEACH协议的基础上,针对其不足做出改进。首先,LEACH协议利用自身随机产生一个随机数与阈值对比的方法选取簇头,这显然不利于网络能耗的均衡。本文提出改进协议——CEBFC(Cluster head Election algorithm based on Fuzzy Control)协议。该协议使用模糊控制算法优化簇头的选举,综合剩余能量、相对节点度等多个因素,利用模糊控制器计算得到的优先度来改进节点广播当选簇头等待时间计算公式,优化簇头的选择;此外,普通节点入簇不仅考虑到簇头的距离还参考了簇头到基站的距离,离基站近的簇头拥有较小的成员规模,均衡簇头的能耗。再者,针对簇头直接与基站进行通信而造成通信代价过大的问题,本文在CEBFC协议的基础上提出了改进协议——FCASP(Routing Protocol based on Fuzzy Control And Shortest Path)。其簇间通信方式采用了单跳与多跳相结合的方法,中继节点选择不仅考虑候选中继节点前向区域的候选节点的剩余能量和路径因素,还参考了候选节点的簇内负载情况,建立最短传输路径以优化有限能量的高效使用;此外还考虑了网络寿命末期,前向区域内找不到候选中继节点的特殊情况,使得协议更加完善。MATLAB仿真表明,CEBFC协议相较于CFFL和LEACH协议能有效提升网络的工作寿命,通过合理的选择簇头降低通信能耗;FCASP协议较于CHBFT和LEACH协议在首个节点的死亡时间上分别提升了19%和209%,并且在减少整个网络的能耗和基站接收到数据包的数量上也有不少提升。