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传感器网络作为一项新兴的信息采集技术，随着无线通信技术的迅猛发展，日益得到重视。无线传感器在很多领域和应用中都得到了有力的推动和普及。解决无线传感器网络中能量的问题一直是该领域的主要研究方向之一。聚合是无线传感器网络的主要通信模式。在这种模式下，节点将探测到的数据以多跳转发的方式传输至基站。聚合会导致无线传感器网络的能量洞问题，由于靠近基站的节点转发更多的数据而承担了较多的网络流量，从而消耗能量较快，影响了网络的生命周期。本文在不影响网络性能的前提下，提出了有效平衡网络能耗的策略。主要工作和创新点如下：1、基于优化的分簇异构网络模型——PMRC模型，引入了动态层的概念。在此网络模型中，以节点的最大传输距离为单位将网络分层，每层又可分为多个簇，簇中的簇头节点负责转发簇内的数据。最外层节点经过多跳转发的方式将数据传输给Sink节点，系统地规范了整个网络的通信模式。在此模型中，节点只有当剩余能量高于阈值时才具备作簇头的资格，当某个簇头的剩余能量降至该阈值时，就会触发网络的重建。在重建过程中，如果节点找不到其相邻内层的簇头转发数据，则选择本层节点作为簇头，构建新簇。网络的层边界向Sink方向移动，直至网络中没有节点能量达到簇头阈值后，网络寿命终止。引入了动态层的PMRC模型增加了网络重建的轮数，对于延长网络生命周期有了一定的改善。2、针对PMRC模型能量洞问题，提出了基于占空比的策略——DP策略。为了解决内外层节点能量消耗不均衡问题，DP策略引入了可变占空比的概念，以节点至sink的距离为度量值，为每层节点分配不同占空比。在不增大延时的前提下下，有效的缓解了内层节点由于转发较多数据导致的能量消耗过快问题。在OMNET++仿真平台的Castalia仿真器上搭建了基于IEEE802协议的无线传感器网络仿真环境，与原有的对所有节点分配统一占空比的方案相比，DP策略在不牺牲端到端的延时的前提下，有效地延长了网络寿命，维持了网络性能。3、基于控制节点的密度的方法，提出了基于节点分配的LP策略，来解决无线传感器网络能量洞问题。LP策略通过对网络能量消耗较大的区域配置一定数量的节点，达到整个网络内外层能耗均衡的效果。基于分层的思想，网络前四层采用能量消耗相似算法均衡能耗，后四层采用等比分布策略，在OMNET++平台的Castalia仿真器上搭建了仿真环境，能量消耗相似策略LP策略比原有的均匀节点分布策略和非均匀节点分布策略在网络生命周期和剩余能量比例方面都有明显的改善，证明了LP策略的优越性。