目前大多数无线传感器网络节点都是由电池供电,由于很多情况下不能及时更换电池,网络的寿命受到了极大的限制。因此,在不影响网络功能的前提下尽可能降低节点能耗、均衡网络中各节点间能耗,以及利用能量采集、无线充电等方式提高无线传感器网络寿命至关重要。本文以延长无线传感器网络寿命为目标,从路由算法和无线充电策略两个方面进行研究,完成的主要工作和成果如下。(1)针对Sink节点轨迹固定的无线传感器网络,提出一种基于近邻传播聚类的能量均衡无线充电路由算法。该算法采用近邻传播聚类算法对节点进行分簇,使得分簇更加均匀,分簇后簇结构不变,簇头轮换,减少频繁成簇带来的不必要能量开销。数据传输阶段在簇头之间建立层次树优化传播路径,计算权值时考虑中继节点的剩余能量,均衡簇间能耗;Sink节点采集数据的同时,对充电范围内的可充电节点进行无线供电,以填补Sink节点轨迹周围的能量空洞。仿真表明,与传统分簇算法相比,该算法能够充分利用无线充电能量,均衡网络能耗,有效地延长了网络的生命周期。(2)针对单移动充电设备且移动轨迹不受限的无线传感器网络,提出了一种按需降级服务的无线充电路径调度算法。该算法在每个充电周期根据节点剩余能量和耗电功率,计算节点距离权重,选择距离权重值最小的前k个节点作为充电对象,并采用弹性网络算法求得移动充电设备优化的充电路径访问回路,使得节点电量补充更加及时。仿真结果表明该算法能有效延长网络寿命,并且能保持较小规模网络持续工作。(3)针对多个移动充电设备容量有限且运行轨迹不受限的无线传感器网络,以最小化移动充电设备数为目标,提出了一种容量受限的多移动充电设备无线充电路径调度算法。初始化阶段,根据耗电模型,利用集中式算法确定最少的移动充电设备数量和每个移动充电设备需要覆盖的节点数;在运行阶段,每个移动充电设备根据节点存活时间选择为被规划的节点子集,并利用弹性网络进行路径规划。仿真结果表明,该算法在保证网络持续运行的前提下,减少了移动充电设备数量,且对不同节点功耗有较好的适应性。