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无线传感器网络(WSN)是由随机散布于监测区域的大量传感器自组织形成的网络,融合了多种科学技术,是一门具备综合性能优势的学科。随着无线传感器网络在各领域中的广泛应用,科研人员展开了对WSN技术的深入研究,主要集中于对数据融合、路由协议、节能控制及时间同步等关键技术的研究。传感器因采用自带电池供电,其体积小、能量有限,且一般部署于人迹罕至、环境恶劣的区域,能量无法得到无限供应,因此减少网络能量的消耗是提高网络性能的一个重要因素。在WSN技术的某些应用中,需要对监测的音频、视频等数据实现实时传输,因此较少的传输时延、增强对目标监测的实时性也是WSN的研究重点。基于无线传感器网络初始能量异构,对异构网络经典路由协议——稳定选举协议(SEP)进行了研究,SEP协议中不同初始能量节点的簇首选举算法也不尽相同。针对WSN能量的有限性,为提高网络稳定性,使节点趋于同时死亡,设计了一种改进的分簇算法——EE-SEP协议。该算法采用综合考虑节点剩余能量和能量消耗率(energy consumption rate——ECR)的簇首选举机制,将这个两个参数引入节点阈值的计算公式,使剩余能量较多和ECR较小的节点计算的阈值更大,更容易满足成为簇首的要求,避免能量过低的节点承担更多网络负载,从而均衡节点间的能耗。另外,为缓解稳定通信阶段能量消耗不均衡的情况,同时减少节点间的传输时延,对簇间的通信方式进行了改进,在路由中采用多跳传输的方式,建立基于传输时延和节点剩余能量的最优路径,改进协议——EED-SEP是采用Dijkstra算法原理,选择传输时延较小、剩余能量较多的节点作为下一跳传输节点。MATLAB仿真实验表明,EE-SEP协议和SEP协议以及REMCA协议相比,节点存活率明显得以提高,网络能耗大大减少,第一个节点死亡轮数分别延迟了207%、66%,半数节点死亡的轮数延迟了168%、53%,最后一个节点死亡的轮数分别延迟了38%,103%,有效延长了网络的生存时间;EED-SEP协议在稳定通信阶段采用基于传输时延和剩余能量的多跳传输机制,有效减少了网络时延,节约了网络的总能量,延长了网络的寿命,提升了网络性能。