最初的传感网络主要运用于军事侦查和入侵检测[2]，其中最著名的是C4KISR[3]计划：C4表示指挥（Command）、控制（Control）、通信（Communications）和计算机（Computer）；K表示杀伤（Kill）；I表示情报（Intelligence）;R表示侦察（Reconnaissance）；S表示监视（Surveillance）。其主要作用是对目标进行搜索、发现、跟踪、监视和识别，在此基础上进行决策，对打击目标以及战斗损伤评估。早期的军用传感器网络包括声学监视系统（Sound Surveillance System,SOSUS）以及机载报警系统（Airborne Warning and Control System,AWACS），分别用于潜艇和飞行器的监视，采用分层的网络结构。

图1-1  无线传感网系统结构图

在20世纪90年代，美国开始了无线传感网络相关技术及其应用[2]的研究。起初主要是来自于军方应用的研究，后来由于无线传感网络在各行业广阔的应用前景，得到了工业及学术界的广泛关注，并列为“21世纪最重要的技术之一”。为了满足应用中对设备小型化、低成本、低功耗、高可靠性的要求，ZigBee技术[4]应运而生。在2009年初，由IBM提出了智慧地球（Smarter Planet）的概念，把传感器嵌入和装备到电网、桥梁、公路、建筑、油气管道等各种物体中，相互连接。

随着我国信息化建设的不断加强，对无线传感网的研究也不断深入，也促进了相关产业和学科的发展。无线传感网技术涵盖通信、网络、航天、计算机、半导体、农业、工业等众多领域，带动了国民经济增长，让人们的信息获取能力得以拓展，改变了人们的生活。

无线传感网因其具有巨大的优越性，因此具有非常广阔的应用前景，目前，应用领域已经渗透到军事监控、城市交通、环境监测、农业管理等领域。在不远的将来，传感网网络的应用将延伸至太空、海底、陆地一体化，连接着现实世界和数字世界，深深的变革人们的工作和生活。

在WSN中，传感器节点数目众多且分布密集，在大规模的网络中，通信实行统一的寻址不可能；传感器节点自身能量有限，其计算能力和资源管理能量不强，所以，不合理的节点资源管理方式必定导致节点早死；若同一信息被多个节点采集到，则将会导致能源的浪费，造成信息冗余，带宽利用率降低。

基于以上差异，WSN路由协议算法用于解决无线传感器网络的路由问题。而在WSN路由协议中，层次型路由协议有很好的伸缩性和较高的通信效率。层次路由协议是基于分簇的思想，因此，如何设计出一个分簇算法，合理利用网络资源，延长网络生命周期，是近年来WSN研究的一个热点问题。

  传感器节点能量消耗情况

1.2   研究意义

     在无线传感网络中，节点在通信过程中主要靠能量有限的微型电池供电，而传感器节点一般安置在复杂、恶劣或人力很难进入的区域，因此对电池进行更换或能量的补充几乎不可能。所以，合理利用节点电池的有限能量，延长整个网络的生命周期成为研究无线传感网络的重要课题，分簇路由协议通过一定算法选出簇头，并利用簇头接收和处理由簇内成员节点发送过来的信息，让网络能量得到高效使用。分簇路由协议研究意义主要体现在下面几个方面：

   1）分簇路由协议主要通过簇头节点接收和处理数据，其簇内成员节点在发送给簇头节点数据后，可以暂时关闭节点收发模块，处于休闲空隙阶段，这样既不会影响整个网络的连通性，又不会阻碍网络范围内的数据通信，很好的降低了整个网络能源消耗。