无线传感器网络作为一种新型的信息网络,在环境的监测和预报、医疗护理、军事领域、智能家居等领域拥有特殊的作用和意义。但能耗不均衡造成WSN节点的提前死亡,缩短了 WSN的生命周期,制约了 WSN持久广泛的应用。因此,如何解决能耗不均衡的问题并延长网络生命周期是研究重点。本文的主要工作内容如下:(1)首先阐述了 WSN的研究背景、应用领域和网络结构,接着阐述了拓扑控制的研究现状和发展,并对LEACH算法的缺点进行分析,并阐述目前的LEACH算法、睡眠调度算法和拓扑维护的研究现状。(2)提出基于网格能量均衡的LEACH算法(LEACH based on Grid Energy Equalization,LEACH-GEE)。LEACH-GEE充分考虑节点剩余能量和距离的因素,通过在基站一定范围内的节点与基站直接通信的方式,让基站为节点分担能耗;并在簇内选取二级簇头为一级簇头分担能耗,做到平衡节点能量消耗。仿真证明此算法可以有效延长网络生命周期。(3)提出基于网格的分簇睡眠调度算法(Grid-based Clustering Sleep Scheduling Algorithm,GBCSSA)。GBCSSA将待检测区域分割成大小均等的网格,网格内的节点形成一个簇结构,并将节点到基站距离和剩余节点能量作为衡量标准选出簇头,然后簇头计算各个节点权值大小,权值大小由节点剩余能量、节点邻居结点数和整体节点的平均能量决定,每一轮都对权值最大的节点进行冗余判断,如果它符合标准,便进入休眠状态。仿真表明,此算法应用的网络节点密度越大,节能效果越好。(4)提出基于局部的可移动性拓扑维护算法(Local-based Mobility Topology Maintenance Algorithm,LBMTMA)。移动节点对重要节点实时监控,发现节点不适宜继续承担重要工作时便向该重要节点移动,提前修补网络。将此拓扑维护算法和前文提到的两种算法相结合,仿真表明此拓扑维护算法可以有效延长网络生命周期。