随着无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)的研究和应用日益成熟,传感技术无处不在,并在新型信息技术和网络技术的发展中扮演着重要的角色,对新科技的发展起到推动作用。其中覆盖算法作为无线传感器网络研究中面临的重要问题之一,不仅是反映整个网络服务质量的标准,其算法的优劣关系着无线传感器网络性能的好坏。覆盖算法中假定了传感器节点的感知范围,可以根据应用环境的不同,将传感器部署到目标区域中,提高整个网络覆盖度,提供真实可靠的监测信息。本文基于此对三维空间中无线传感器网络的覆盖算法展开研究。首先,针对待监测区域中不同子区域对覆盖程度的不同要求,结合虚拟势力和区域密度,提出基于虚拟势力和区域密度的三维覆盖算法。设计密度相关模型,采用密度表征不同子区域的重要程度,将各节点与其邻居节点进行交互计算获得整个区域的平均密度,并根据各节点所在区域的密度得到虚拟合力,从而重新调整节点部署范围。其次,针对三维空间下节点均匀部署的问题,提出了与区域划分及虚拟力相关的三维覆盖算法,该算法依据节点间虚拟力及划分区域的算法思想,在每个子区域中心引入吸引源,各节点受到吸引源的引力及节点间作用力,并在合力的作用下重新调整节点的位置,使节点均匀分布。最后,针对无线传感器网络的安全性及其覆盖问题,提出基于节点信任度的三维覆盖算法(Three Dimensional Coverage Algorithm Based on Node Trust,简称NTA3D),该算法依据虚拟力、网格划分及节点信任度的思想,引入吸引源联合信任度。将待监测区域划分成网格,并在每个网格中心部署吸引源,吸引源可以根据网格中的活跃节点计算该网格的联合信任度,并根据联合信任度调度节点,调度结束后工作节点根据其所受合力的大小和方向重新部署。本文针对三维环境下无线传感器网络中的覆盖问题,提出三种覆盖算法,并在Matlab实验仿真平台上进行了仿真实验。结果表明,基于虚拟势力和区域密度的三维覆盖算法能有效提高高密度区域的覆盖程度和整个目标区域的覆盖效率;与区域划分及虚拟力相关的三维覆盖算法能使节点均匀分布的基础上降低网络能耗;基于节点信任度的三维覆盖算法能够在保证网络安全性的同时提高覆盖率,降低网络能耗。