近年来,人为或自然灾难给社会安全稳定、人类生命财产带来了极大的损失,相关部门也从制度、预案、宣传等角度制定了安全防范策略,但还未很好的从技术角度智能化的发现安全隐患或解决安全事故带来的损失,本文作者基于火灾中安全逃生门智能选择系统、煤矿安全隐患智能报警系统等具体应用的思考,研究无线传感器网络相关理论、工作原理,即把无线传感器网络视为以数据为中心的分布式数据库,当事件发生或用户提出感知数据查询请求时,通过高效的路由技术、数据融合技术将用户感兴趣的数据最终传输至用户终端,为终端用户提供上述面向具体应用的决策服务,同时降低节点能耗,实现能耗均衡,进而提高无线传感器网生命周期。为应对和解决无线传感器网络的处理能力、带宽,尤其能量约束带来的挑战,本文以基于路线的k NN查询技术为主线,以现有适用于无线传感器网络的查询技术、数据融合技术、动态组网技术为理论基础,围绕k NN查询的边界估计、查询扩散与数据收集、数据回馈等三个阶段进行减少数据冗余、解决“空洞”问题、降低能量消耗、提高查询准确率等方面的研究分析,提出了传感器节点处于偏态分布下的GDRk NN查询技术、基于DFi CI数据融合算法和基于E-MCDS的能耗均衡算法,给出了具体的实现算法,并进行了仿真实验证明其与理论分析的一致性。本文研究的贡献主要包括以下三个方面:(1)为提高数据查询效率及准确性,在研究现有无线传感器网络数据查询算法,尤其基于路线的k NN查询算法的基础上提出基于相邻网格单元中心连接形成的路线的查询技术—GDRk NN查询算法,同时在不同的偏态分布和传感器数量环境下对所提算法进行了大量的仿真实验,结果表明GDRk NN方法在查询结果的准确性、通信成本以及降低数据冗余方面表现良好。(2)为改善传感器节点直接进行感知数据传输所带来的数据高冗余性、能量资源浪费、降低网络寿命等问题,提出了基于DFi CI算法对时空相关性感知数据进行传输过程中的信息编码、评价以及合并的多级、多方面的数据信息融合,进一步减少无线传感器网络数据传输量,并通过仿真实验验证该技术在减少数据冗余、降低能耗等方面的良好性能。(3)为提高无线传感网络生存周期,在研究分析传感器节点、无线传感网能耗模型和拓扑控制的基础上,提出了基于E-MCDS的能耗均衡算法,其通过增加节点剩余能量、与汇聚节点的距离因子在动态拓扑中权重的方法形成一个用于GDRk NN感知数据回传的骨干网络,在降低网络各节点能耗的同时实现了能耗均衡,最后通过仿真实验验证了该算法的可行性。文章最后作者对本文研究的不足之处进行了深刻思考,提出了无线传感网络未来的研究领域和应用展望,如感知数据的语义理解和数据挖掘等。