随着计算机、网络、通信、传感、微电子等技术研究成果的不断涌现,推动了低功耗、低成本、多功能传感器技术的不断发展,使其在微小体积内能够集成信息采集、数据处理和无线通信等多种功能。由这些微型传感器构成的无线传感器网络的应用研究引起了相关领域的极大关注。传感器节点体积微小、能量有限,并且由于其工作环境通常较复杂、危险,节点的电池得不到及时的更换或能量的补充,因此寻求高效的网络拓扑控制,均衡节点的能量消耗成为无线传感器网络研究的主要目标之一。本文首先阐述了无线传感器网络拓扑控制机制的基本概念,介绍了现有的拓扑控制算法,指出了拓扑控制存在的技术挑战。在分析了经典的分簇算法的基础上,综合了拓扑控制的层次性拓扑控制机制和功率控制机制两个方向,借鉴了CDMA系统的反向功率控制技术,提出了一种基于最大连通度的密度自适应分簇算法。论文对经典的层次型拓扑控制算法LEACH进行了详细分析后,结合能量模型进行了改进,重点在簇头选择时考虑了传感器节点的剩余能量和已经充当簇头的次数,分簇时控制簇的大小,并选出备用簇头,减少了簇头的频繁选择。针对所提出的基于能量均衡的改进算法,利用NS2仿真工具进行了仿真实验,实验结果表明,所提出的算法均衡了节点间的能量消耗,有效地节省了网络总能耗,延长了网络的寿命。论文最后给出了无线传感器网络的应用实例——矿井人员定位系统的应用与实现。