无线传感器网络是一种感知网络，由大量规模小，成本低和能力有限的传感器节点组成。这些节点收集局部环境中的信息数据，以无线方式通过单跳或多跳将这些数据传送给基站，由基站对数据进行处理后再发送给外部网络。在为无线传感器网络设计协议时的主要目标就是最小化网络能耗和最大化网络寿命。分簇就是这样一种技术，它通过将网络中的节点划分成簇来管理网络，从而减少节点能耗和延长网络寿命。本文提出了三个分簇算法来解决现有分簇机制中存在的问题。我们对这些算法同时进行了理论分析和仿真验证。结果显示这些算法所产生的簇头均匀，分布情况良好，节点能量得到了高效利用，节点间能耗得到了有效均衡，网络性能和寿命也均得到了有效改善。本文分为六个部分。第一章对无线传感器网络的定义、特点及应用作了概述。第二章阐述了无线传感器网络分簇算法的定义、优势、目标及分类，还介绍了一些典型分簇算法。第三章提出了一个覆盖和能量感知的分布式分簇协议ECDC（Energy and Coverage-awareDistributed Clustering），该算法针对不同实际应用中的覆盖问题设计了相应的覆盖重要性指标CI。具备较高能量和较低覆盖重要性的节点更易于被选为簇头和路由节点，从而可以构造出耗能较少且覆盖性能较高的分簇拓扑。第四章分析了现存非均匀分簇算法的常规方法及其优缺点，提出了一种改进的分布式非均匀分簇协议IDUC（Improved DistributedUnequal Clustering）。该协议使用一种新的竞争半径来构造大小不等的簇，该竞争半径同时考虑了节点距基站的距离，节点剩余能量以及节点的邻居节点数。协议的簇间路由树同样考虑了这些参数，以进一步均衡簇头间的能耗。第五章针对节点随机分布且能量异构的WSNs提出了一个比较新颖的分簇协议LECP-CP（Local Energy Consumption Predictionbased Clustering Protocol），其中设计了新的簇头竞选算法，即利用提前预知的节点局部能耗率作为节点竞选簇头的参数，通过局部能耗的优化来达到优化网络全局能耗的目标。该协议还为簇的最优半径提供了详细的理论计算，并通过分析推导和仿真验证了理论计算结果的正确性。第六章总结全文并展望了未来所需做的工作。