无线传感网络是21世纪最重要的技术之一,其应用范围涵盖生物观测、军事侦察、建筑物检测、人体健康监测等一系列领域。本文所研究的无线传感网络部署问题是无线传感网络的基础研究之一。考虑到真实环境对节点间无线通信连接的影响,本文采用一个或多个机器人在目标区域逐一部署传感器节点,最终实现目标区域的全覆盖和无线传感网络的连接。基于此种部署模式,本文分别研究了具有实用性的无线传感网络部署和维护算法。针对机器人在实际部署中需要相互配合和感知环境的需求,本文研究了部署机器人的几种新技术并设计了样机。本文的研究成果和主要贡献如下：研究基于传感器实际通信限制和实际覆盖模型的无线传感网络部署问题。提出了基于一个机器人或多个机器人协作的增量式部署算法。机器人采用环路丢包率评价真实环境对无线通信质量的影响,实时检测传感器的连接性,保证已部署传感器节点的连接。采用协作概率模型作为传感器的覆盖模型,使目标区域覆盖度满足预设要求。通过仿真和实物实验验证算法的有效性。研究无线传感网络在电力架空输电线覆冰厚度检测中的部署应用。首先提出了一种新的基于电容传感器的覆冰厚度检测方法并设计了检测传感器,然后据此建立了覆冰传感器的覆盖模型。最后根据所提出的部署算法在电力架空线上的适当位置部署覆冰传感器,组成一个覆盖待监测架空线的无线覆冰监测系统。此项研究内容是上述部署算法的应用实例,以此说明在实际问题中如何部署传感网络,从而证明了部署算法的实用价值。研究基于传感器实际通信限制和实际覆盖模型的无线传感网络维护问题。当传感网络发生故障时,在幸存节点和故障节点位置、障碍物形状和位置未知的情况下,推广上述部署算法,利用一个或多个部署机器人通过部署尽量少的新节点重建传感网络的连接以及重新满足目标区域的覆盖要求。解决了机器人在维护过程中搜索幸存节点和避开障碍物的问题。针对部署机器人协调控制的需求,设计制作了既能测量机器人间相对位置又能区分不同机器人的红外传感器,并分析其工作原理。此传感器不受反射表面材质的影响且可以在光线不足的环境中使用。基于此红外传感器,设计了用于多机器人协调控制的平台。此种相对位置测量技术为多机器人协调部署传感网络提供了技术支撑。提出了基于无线通信的多机器人集结算法,和一种改进的多机器人旋转追踪队形控制算法。此两种算法解决了多部署机器人的两个重要协调控制问题。把机器人平台分别应用于集结和队形控制问题中,通过仿真和实验验证了算法和机器人平台的性能。针对部署机器人在运动过程中需要感知周围环境的需要,研究机器人的三维环境感知系统。利用二维激光扫描仪构建三维扫描系统,使得机器人在光线不足的条件下仍能感知周围环境。设计了视野及区域分辨率可调的三维扫描装置,分析如何由二维激光扫描仪获得三维图像。针对多幅三维图像合成目标物体三维模型的问题,提出了选择重叠区域的视点规划算法。此种三维感知系统为机器人在部署过程中检测障碍物和识别物体提供了一种技术手段。本文所提出的无线传感网络部署和维护算法,不仅进行了计算机仿真而且通过多组实物实验验证了算法的有效性和实用性。本文所提出的部署机器人若干技术,不仅从理论上证明可行性而且设计制作了样机,通过实验验证其实用性。