物联网技术由于其人与物之间的信息交互方式,对于以数据信息为中心的当代信息技术领域具有重要意义。无线传感器网络(Wireless Sensor Network,简称WSN网络)作为物联网的重要技术基础,已成为重要的研究方向。WSN网络通过将大量廉价传感器节点,部署于待测区域,对待测区域内的重要数据进行采集,初步融合,进而传输到上层用户,为更深入的应用提供数据支撑。由于WSN具有低价、分布式处理和自组织网络的突出优点,目前被广泛应用于各行各业。WSN网络的工作经常处于人类无法完全控制的区域,而传感器节点被部署到待测区域后,通常是由电池供电,由于节点分布的随机性和不可达性,所以无法更换电池或充电。如果大量节点能量耗尽,会造成网络出现严重问题,甚至崩溃。因此,工程设计人员希望减缓节点的能量消耗,从而尽可能地延长网络的生存空间。总之,需要设计一种WSN网络协议,来从多角度降低节点能量消耗。本文首先对无线传感网络的相关理论进行研究,讨论WSN网络的体系结构,总结出WSN网络路由协议的特点;接着以不同角度对路由协议进行分类讨论,在简述协议工作过程、特点和设计思想的基础之上,总结WSN路由协议的设计关键因素。由于不同的应用情景对路由协议的设计也具有重要影响。首先,介绍多种典型的层次型路由协议,了解其设计思想,并对他们进行对比分析;接着,对Leach算法进行深入讨论,了解其设计思想和理论模型,总结标准Leach协议的改进方案,讨论Leach协议改进关键因素;最后,在综合比较不同类型路由协议的基础上,重点探索经典层次型路由协议Leach。为了尽可能的将能量均衡在网络中的所有节点上,提高整个网络的生命周期。本文提出一种针对Leach协议的改进方案。主要改进包括四个方面:簇首选举参数,加入节点剩余能量和节点能量变化;簇首选举策略设计为主备双簇首;奇偶轮控制和簇间单跳多跳通信结合。最后,通过Matlab软件进行模拟仿真,并对仿真结果进行详细分析,从而得出设计方案的最终结论。