1、由微處理器、傳感器和無線通信接口組成的無線傳感器網絡采用全新的數據獲取和處理技術，其在軍事偵查、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療服務、工業(yè)監(jiān)控等領域廣闊的應用前景，引起了學術界和工業(yè)界的高度重視。由于傳感器節(jié)點通常部署在無人值守或惡劣的環(huán)境中，能源無法補充或更換，因此協議必須節(jié)能；另外大規(guī)模的網絡部署、自組織的管理方式、節(jié)點容易失效、無線信道的動態(tài)變化等無線傳感器網絡固有特性也會影響網絡的整體性能。如何設計專門的算法和協議來有效地減少能量消耗和提高網絡性

2、能已經成為研究的熱點問題。本文圍繞節(jié)能這一主題，針對分簇的無線傳感器網絡中與節(jié)能和提高網絡性能密切相關的算法和協議進行了研究。主要內容包括：
　?、艑AC協議和能量消耗原因進行了分析和研究?；诟偁幍腗AC協議容易造成局部通信的大量沖突和增加空閑偵聽，浪費節(jié)點的能量；基于TDMA的MAC協議降低了節(jié)點的能耗，但擴展性較差、信道利用率不高。針對以上問題，該文提出了基于分簇的能量高效混合MAC算法(CEEH-MAC)，簇內采用基于T

3、DMA機制的基本時隙調整系數來動態(tài)調整簇內節(jié)點的時隙大小，從而降低數據的傳輸時延；對不需要傳輸數據的節(jié)點不分配時隙，讓其擁有較長的睡眠時間來節(jié)約能量；根據節(jié)點的剩余能量系數形成時隙分配順序來減少狀態(tài)轉換的能耗；采用CSMA/CA機制實現鄰居簇頭通信。該方法從減少串音和空閑偵聽兩方面來降低能量消耗，通過動態(tài)分配時隙大小來減少時延和提高信道的利用率。仿真結果表明，在網絡負載較大的情況下，CEEH-MAC算法節(jié)能效果明顯，具有更小的平均時延和

4、更長的網絡生命周期。
　?、茖ΜF有的分簇算法進行了研究，為了克服在簇形成過程中角色轉換的能耗、周期性簇頭轉換的計算能耗和確定下一輪簇頭轉換的時間等問題，提出了一種基于概率的能量平衡動態(tài)分簇算法(EBDCP)，采用虛擬網格技術把簇分成若干個網格，每個網格中只有一個活動節(jié)點，其余節(jié)點處于睡眠狀態(tài)；根據活動節(jié)點的剩余能量和發(fā)送數據包的次數來計算其成為下一輪簇頭的概率，減少了計算和通信能耗，同時使得節(jié)點能耗具有良好的均衡性；通過動態(tài)門限值

5、來確定簇頭的動態(tài)轉換時間。仿真結果說明，該算法節(jié)能效果良好，有效地平衡了節(jié)點的能量消耗，延長了網絡的生命周期。
　　⑶研究了無線傳感器網絡的路由協議，針對分層路由協議中存在的能量消耗不均衡、傳輸時延較大和最優(yōu)化路由選擇等問題，論文提出了基于能量平衡的近似最小生成樹路由算法(EBAMST)，該算法基于分簇結構，綜合考慮了節(jié)點的剩余能量、鄰居節(jié)點數、傳輸距離等因素來計算成為下一跳的概率，定義了選擇下一跳轉發(fā)節(jié)點的衡量標準，簇頭在選擇路

6、由時，從鄰簇頭中選擇衡量標準最大的作為下一跳路由節(jié)點，通過避免讓剩余能量較少的簇頭大量轉發(fā)數據來平衡能耗，從而延長網絡生命周期，算法不需要復雜的計算和過多的存儲空間來減少能量消耗，但得到的路由效果近似最小生成樹路由算法。仿真結果表明該算法在能量消耗、平均時延和網絡生命周期等方面具有良好的性能。
　?、葘o線傳感器網絡安全基礎設施—密鑰管理進行了研究，針對分簇式密鑰管理中存在的計算量大、抗毀性弱和擴展性差等問題，論文提出了基于分簇的