通信技术、嵌入式技术、传感器技术的飞速发展和日益成熟,使得无线传感器网络成为当前的一个研究热点。与传统网络相比,传感器网络具有以下特点:节点分布极其稠密且数目很大;节点的能量,存储空间及计算能力等非常有限,因此让每个节点都维护全局信息是不可能的;无线传感器网络通常工作在人无法接近或者高危险区域,使得更换或补充节点的能源非常困难。所以在设计无线传感器网络的各项协议时,能效成为首要考虑的问题。拓扑控制技术是传感器网络的关键技术之一,如何合理地设计拓扑控制机制从而节省传感器节点有限的能量、延长网络的生存期是本文的研究重点。本文从整体上介绍了无线传感器网络的基本概念,包括无线传感器网络系统结构、特征和应用领域;分析了无线传感器网络的几项关键技术;总结了拓扑控制算法的主要分类,并对它们的优缺点进行了分析。本文的创新点是:1.在多跳层次型网络的基础上,提出了一种基于跳数的不均匀分簇的拓扑控制算法(HCUC)。用节点的跳数信息来代替节点的具体位置,不仅节省了GPS定位设备所消耗的能量,而且扩大了网络的应用范围。2.算法在保证网络覆盖的基础上,根据节点的剩余能量进行簇头的选择,使得簇头的数目基本符合最优簇头数目的要求,并且能够保证簇头的质量。3.针对无线传感器网络“多对一”通信的特点,在簇头选择通信半径时,随着节点与基站之间的距离的变化而不断变化,从而主动的降低这种网络特性对网络性能的影响。在簇间传输数据时,利用了距离基站越近的节点,跳数越小的规律,选择一条到达基站的最短路径,缩短了数据传输所需要的时间,并降低了节点能耗。最后,用NS2对HCUC协议进行仿真,并对仿真结果分析比较,结果表明,基于跳数的不均匀拓扑控制算法,可以在节点间更有效的均衡能量的消耗,提高了网络生存时间和网络的吞吐量。