无线传感器网络是由大量密集部署在监控区域中的智能传感器节点以AdHoc方式组成的网络应用系统。虽然已经提出许多适合Ad Hoc网络的路由协议,但由于传感器节点是硬件受限设备,能量几乎全部由电池提供,所以如何充分利用节点能量,设计出高效节能的路由算法是关乎无线传感器网络能否得到广泛应用的关键,也是目前无线传感器网络的研究热点。在本论文中,首先介绍了无线传感器网络的概念、体系结构和协议栈的特点。接下来,分析比较了典型的无线传感器网络的路由协议。针对现有分簇路由协议在簇头选取、分簇划分和能源消耗方面的不足,提出了一种基于优化分簇数的能量有效路由协议。由于无线传感器网络的路由协议只适用于具体应用,不具有普适性,所以设计的路由协议是针对如突发的有害气体泄漏这类特定应用。基于优化分簇数的能量有效路由协议是一种自适应、分布式路由协议。它借鉴自适应按需加权分簇算法动态选举产生簇头节点,使簇头在不同节点之间进行轮转,因而具有自组织性、高能效等特点。整个选举过程综合考虑了节点剩余能量和节点邻居个数这两个指标。本论文通过对传感器节点及其部署区域构建数学模型,推导出给定节点个数下的优化分簇数的计算表达式。使用MATLAB软件得出了计算结果,并对计算结果进行了分析,得出随着节点个数n的增加,优化分簇数k的变化曲线趋近平缓,说明随着节点个数n增加到一定阶段,总体趋势还是节点个数n增加,优化分簇数k增加,但在局部的区间内节点个数n增加对优化分簇个数k的影响减弱。本论文最后在MATLAB软件中对k-means算法进行了仿真,并在仿真过程中引入了优化分簇数的计算结果,并通过仿真结果观察出采用优化分簇数进行分簇的效果是比较理想的,与提出的路由协议的应用场景相适应。