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无线传感器网络由大量面向特殊任务的微型传感器节点通过自组织网络构成，在环境监测、国防军事、工业监控、健康医疗、智能家居和公共安全方面发挥着越来越重要的作用。近年来，在需求的牵引下，微机电系统、低成本制造技术、无线通信技术以及低功耗多功能的微型传感器技术都得到了迅速发展。在很多应用中，传感器网络需要被大量地部署在室外，对大自然环境参数、社会生产管理运行状态以及国防安全等进行监控，此时很难给全部节点提供有线电源供电，网络中除少量汇聚节点可能由有线电源供电外，其他普通信息采集和传输节点一般都采用电池供电，且电池更换有一定的难度和较高的成本，这就要求系统在设计时要考虑尽量降低功耗。此外，在实时性要求较高的一些应用中，如在智能交通检测应用场合，时延是一个重要的衡量指标，必须缩短无线传感器网络端到端的数据时延，保证监测信息的实时性和有效性。 影响无线传感器网络能耗和时延的因素很多，包括了信息采集、传输和处理的多个环节，如:传感器采集信息的间隔、数量、传输的方式以及相应的数据处理模式等等。在信息传输环节，无线传感器网络路由协议对网络能耗和时延对影响较大。无线传感器网络路由协议是指通过计算优化传输路径，将分组沿着选定的路径从源传感节点正确转发数据到目的汇聚节点，不同的路径选择会产生不同的能耗和时延。 以优化能耗和时延两个指标为目的，本文开展了无线传感网络层次型路由协议研究:首先，调研了无线传感网络经典的层次型路由协议LEACH协议，对经典算法进行了分析比较;其次，提出一种LEACH-RECUD改进算法，算法综合考虑节点剩余能量、最优簇头数目以及簇头节点之间最小距离因素，在簇头选择过程中引入簇头节点间的最小距离限制，同时优化簇头选择阈值。仿真结果显示，改进算法均衡了簇内节点和区域规模，与LEACH等算法比较，能有效延长低能量节点的生存时间，提高整个网络的有效数据发送量;然后，提出一种融合分簇和链式结构的改进算法，将网络分成两层，簇内成员节点和簇头节点分别采用链式结构多跳的方式进行信息传递，研究得到了较优的多跳和链式路径，减少了相邻节点之间和簇头节点与汇聚节点之间的通信能耗。仿真结果表明，提出的算法具有较小的网络时延，有效延长了网络生存时间。