无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)随着微电子技术、计算技术以及无线通信技术的不断发展而日趋成熟,在国防军事、环境监测、交通管理、医疗卫生和生产制造等众多领域得到了广泛的应用。大量具有数据感知、信息处理和无线通信能力的传感器节点以多跳、自组织的方式构成无线传感器网络。然而,由于传感器节点的能量及计算能力受限,在实际应用过程中极容易受环境因素影响而发生链路或节点故障。这类故障可能导致感测到的数据无法发送到目标节点,从而降低整个网络的服务质量(Quality of Service,QoS),严重情况下将造成大范围网络失效。因此,无线传感器网络的节能问题和容错问题成为了其关键技术研究的重要组成部分。针对无线传感器网络节点能量消耗不均等因素所导致的网络故障对数据传输的影响,本文提出了一种能量高效的无线传感器网络分布式容错路由机制(Energy-efficient Distributed Fault-tolerant Routing Mechanism,EDFRM),该机制由三种相互关联的算法组成,即用于无线传感器网络簇首选举的分布式能量高效异构聚类算法(Heterogeneous Distributed Energy Efficient Clustering Algorithm,HDEEC)、帮助簇首获得到达汇聚中心的k-凸非相干路径路由选择算法(k-Convex Incoherent Path Routing Algorithm,kCIPR)、以及进行路径修复的路由维护机制(Route Maintenance Mechanism,RMM),通过这三种算法的联合应用,提高了数据的传输效率。理论分析与仿真结果表明,本文提出的EDFRM容错路由机制在降低能耗的同时,有效地提高网络的容错能力及QoS。