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无线传感器网络以数据为中心形成转发路径,由于节点能量和资源有限,对路由协议的设计提出了高能效、低时延、负载均衡等特殊要求,是无线传感器网络研究的热点。针对大规模节点的传感器网络,论文从无线传感器网络节点负载均衡的角度,提出了两种路由算法(1)栅格错位的负载均衡GAF算法(GAFDG)GAFDG算法是GAF算法基础上提出的。GAFDG算法与GAF算法相比,其最大的区别是对监测区域进行了栅格错位划分。GAFDG算法在各栅格中选择一个簇首,其簇首选择机制采用“最小能量消耗原则”。GAF算法的各簇首可以与上、下、左、右四个栅格的簇首进行通信；而GAFDG算法的各栅格与六个栅格相邻,其各簇首可以和六个相邻簇首进行通信。因此,由各簇首构建的无线传感器网络的骨干网络进行通信时,GAFDG算法在路由选择的方向性上优于GAF算法。理论证明,GAFDG算法的单跳信号覆盖范围比GAF算法扩大了12%。仿真测试结果也表明,GAFDG算法在能耗和网络生存时间等性能均优于GAF算法。(2)层次蜂窝结构的负载均衡GAF算法(GAFHH)GAFHH算法是在蜂窝结构的GAF算法(GAFH)的基础上提出的。GAFHH算法与GAFH算法的主要区别是：GAFH算法的每个蜂窝内的节点组成一簇,而GAFHH算法由几个相邻蜂窝内的节点组成一簇。GAFHH算法对监测区域进行蜂窝栅格划分,在节点单跳通信半径R的约束下,几个相邻的栅格内的节点组成一簇,各簇的栅格按照其在簇中的位置进行统一编号。选择在簇中间的栅格为活跃栅格,并按照“最大剩余能量原则”在活跃栅格中选择一个节点作为簇首,由各簇首构建无线传感器网络的骨干网络进行通信。在下一轮的开始,重新选择活跃栅格,并移动各簇的边界,使得活跃栅格始终位于其簇的中间位置。仿真测试中,GAFHH算法与GAFDG算法和GAFH算法进行对比。仿真结果表明,前者在网络负载均衡和网络吞吐量等性能优越后两者。因此,GAFHH算法的提出是有一定意义的。论文提出的GAFDG和GAFHH两种算法,按照相应规则进行栅格划分及节点组织成簇,并根据各自特点,分别采用“最小能量消耗原则”和“最大剩余能量原则”选择簇首,由各簇首构建无线传感器网络的骨干网络进行通信,合理地从空间上调度了网络的能量资源,延长网络的生存期,达到了网络负载均衡的目的。论文最后阐述了无线传感器网络在煤田火区远程监测中的应用,其中的路由技术采用了类似GAFHH算法,目的是均衡各节点负载。