无线传感器网络是由大量廉价、低功耗且具有传感、数据处理和短距离无线通信功能的微型传感器节点组成，节点之间以无线自组织方式协同工作，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息，并发布给观察者。无线传感器网络在目标跟踪、战场监测、生物医疗、环境监测等领域有广阔的应用前景。分簇算法和节点软硬件平台设计都是无线传感器网络的关键技术，对无线传感器网络的性能有很大的影响。　　 本文首先对无线传感器网络进行概述，阐述了传感器网络的体系结构、特点以及关键技术，接着综述了几种典型的无线传感器网络分簇算法，并对现有分簇算法存在的不足进行了深入研究。　　 然后，针对现有分簇算法存在的能量不均匀消耗问题，提出了一种基于负载均衡的无线传感器网络分簇算法LBEED，该算法通过建立能量模型，从整体上优化了能量消耗，此外，还通过功率控制机制使得网络内成簇大小均匀，从而均衡了网络内节点的负载。MATLAB仿真实验表明，该算法在负载均匀方面的性能要优于典型分簇算法HEED和LEACH。　　 此外，节点软硬件平台设计也是无线传感器网络研究的一个重要方面，介绍了基于芯片CC2430的硬件平台设计以及TinyOS操作系统后，在该平台下实现了HEED以及LBEED算法，并实现了能量高效的X-MAC协议，引入了超低功耗的工作模式。在完成上述所有工作后，通过搭建一个小型的网络测试分簇算法以及X-MAC协议的性能。实验表明。LBEED算法能形成大小均匀的簇，X-MAC协议能使节点具有较低的能量占空比，从而延长了整个网络的生存周期。