无线传感器网络是由部署在监测区域内的大量微型传感器节点,通过无线通信方式形成的一个多跳、自组织网络系统。作为一种新型的信息采集和处理手段,无线传感器网络在环境监测、生物医疗、智能家居等领域已被广泛应用。但是由于传感器网络中的节点通常采用微型电池供电,能量严重受限,同时节点在部署之后很难回收,因此设计能量高效的路由协议成为了无线传感器网络研究的热点,路由协议的性能会直接影响整个网络的效率。无线传感器网络路由协议研究尽管目前已取得了许多成果,但是依然存在很多亟待解决的问题。如“热区效应”、“能量空洞”等问题。它们是由于网络拓扑结构、网络负载不均衡等形成的。如何实现无线传感器网络节点负载均衡、延长网络的生存周期,一直是无线传感器网络研究中极具挑战性且意义重大的课题。论文围绕无线传感器路由技术这一课题展开研究,主要侧重于解决层次路由中的热区效应和能量空洞问题。针对这两类问题,论文给出了负载均衡的层次路由改进算法。1、针对无线传感器网络中由于节点能量消耗不均匀出现的“热区效应”问题,在已有的层次路由协议研究的基础上,提出了基于节点位置和密度的非均匀分簇路由算法—LDUC算法。该算法在簇头选举阶段,考虑了节点的剩余能量,并引入竞争机制进行簇头选择；成簇阶段,综合考虑节点与基站间的距离和节点密度进行非均匀分簇,实现节点能耗均衡的效果,同时解决路由热区问题；簇间路由阶段,通过设立通信簇头节点,使簇间数据转发任务从簇头中分离,簇头节点只负责簇内的数据收集和融合,而通信簇头节点负责簇间数据传输,减少了簇头的能量消耗。2、针对无线传感器网络层次路由算法中簇间多跳通信容易形成的“能量空洞”问题,提出了一种低能耗分层路由算法—LHRA算法。该算法考虑了节点的位置,引入网络分区思想,将整个网络划分成若干个层,层内各自进行簇头选举和成簇,使得簇头节点分布更为均匀；在簇头选举中引入了节点剩余能量和节点密度因素,使得簇头的选举方法在节点非均匀分布的情况下也适用；在簇间路由建立阶段,采用多路径选择机制,均衡了簇间通信的能耗,解决了无线传感器网络的能耗不均衡问题,避免了能量空洞的出现,有效地延长了网络的生命周期。无线传感器网络层次路由算法是复杂的,“热区效应”、“能量空洞”等是研究的热点问题之一,论文是在前辈研究的基础上作了一些研究和探索,还有许多问题有待进一步的研究解决。