随着传感器技术、微机系统、片上系统、无线通信技术的飞速发展,无线传感器网络被广泛应用于军事作战、交通控制、医疗卫生、环境监控等各种领域,并且迅速地成为网络领域中研究热点之一。无线传感器网络是由大量传感器节点通过自组织的方式构成一个集数据采集、处理、和传输于一体的专用网络系统。目前国内外对其的研究并不成熟,及时开展对该技术的研究有着重要的意义。本文首先介绍无线传感器网络的背景和体系结构,并在此基础上分析了无线传感器网络的特点。选取选择平面路由协议和分层路由协议中具有代表意义的几种进行深入研究,并选择分层路由协议中LEACH中的簇头选择算法和分簇算法进行分析,建立能量消耗模型,对其最优簇头节点的个数选择进行推导。通过对LEACH的详尽分析,针对LEACH协议中随机簇头节点选举造成的不均以及未考虑簇头的能量的不足,本文对LEACH成簇算法进行改进,并改进簇头节点与基站的通信方式。第一,针对LEACH簇头分布不均和未考虑剩余能量的情况,在改进的簇头选举算法中,节点通过与周围节点交换信息,得到其剩余能量信息以及距离信息计算到的权值来用来进行簇头竞争,并保证在任意簇内一跳的范围内不会出现两个簇头节点,从而使得簇头节点均匀分散至整个网络之。第二,针对LEACH簇头节点与基站直接通信而造成能量消耗过大的问题,改进的算法将采取簇头节点通过多跳方式与基站通信,降低簇头节点进行数据转发时的能量消耗。最后本文使用MATLAB对LEACH和改进后的算法进行仿真实验,分别对成簇个数、能量消耗情况、以及节点生存时间等几个方面进行比较,仿真结果表明,改进后的算法在以上方面都要优于LEACH协议。