无线传感器网络是由大量随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信模块的微小节点组成,节点间通过自组织的方式构成网络,是一种大规模、无人值守、资源严格受限的分布系统。无线传感器网络具有广泛的应用前景,在环境保护如湖泊水质的环境监测中具有特殊的应用价值。本文综合应用智能Agent与蚁群和PSO算法,实现了无线传感器网络路由的优化与维护,同时研究了与其相关的无线传感器网络服务质量QoS,并解决了无线传感器网络中节点定位问题。论文研究的主要内容为:(1)综述了无线传感器网络的基本概况及发展现状,讨论了无线传感器网络的特点和关键技术,介绍了其应用及发展方向。接着重点分析了无线传感器网络的路由协议的相关工作,展望了有关技术的发展动态和最新成果,分析了有关路由算法的基本原理和应用,以及基于QoS的路由协议。对于在湖泊的环境监测中的应用,讨论了无线传感器网络的技术要求。接着综述了路由维护和节点定位的相关工作,建立了模拟环境。(2)计算机网络协议中最重要的部分是路由协议,对于无线传感器网络,由于其自主分布和动态的特点,使得路由问题越加复杂,要使无线传感器网络成为满足一定网络服务质量要求的网络,就必须对路由策略进行深入的研究。第三章讨论了QoS度量值的含义,提出了综合QoS指标的计算方法,为采用Agent的基于QoS的智能路由优化算法提供了基础。接着详细设计了Agent的数据结构和行为动作,给出了基于Agent的路由算法,分别结合了蚁群算法和PSO算法,进行路由优化。通过对提出的路由算法的测试,表明算法是可行和有效的,能满足无线传感器网络的在湖泊环境监测中QoS需求,同时也能适应网络中节点的移动。(3)网络维护是路由协议中非常重要的一个部分,特别对于由于节点失效和节点移动引起的网络拓扑结构变化的无线传感器网络。第四章利用Agent的动态特性,提出了基于随机移动Agent(RMA)的路由维护算法,从而在网络结构变化时保证网络较高的QoS水平。算法设计的RMA在网络中随机地移动,记录了有关的信息,这些信息中包含了用于路由维护的有效信息。实验表明基于随机移动Agent(RMA)的路由维护算法是有效的。(4)对于不同无线传感器网络应用系统,节点定位有着不同的要求。第五章在深入分析了具有代表性的两种分布式的节点定位算法,从定位精度及能量消耗两个方面给出了分析结果,并在此基础上提出了改进的定位BB RP算法,同时推广应用在移动无线传感器网络中。仿真结果表明,BB RP算法虽然在定位精度略低于原有的算法,但是在能量消耗指标上有了较大的提高,使得无线传感器网络的生命周期延长。