传感器技术、微机电系统、信息处理技术、嵌入式计算及现代网络和无线通信等技术的进步，推动了具有现代意义的无线传感器网络的产生和发展。传感器网络中的节点一般采用能量有限的电池供电，且通常工作在较为复杂、危险的地理区域，节点的电池得不到更换或能量的补充。因此，降低节点能耗、延长网络生存时间，是无线传感器网络设计的重要目标。优化的网络拓扑结构，不但能够提高网络协议的效率，还可以为传感器网络诸多方面的应用奠定基础，更加有利于节省节点的能量来延长网络使用寿命。因此，本文针对传感器网络三个阶段(初始建立阶段、网络运行阶段、拓扑维护阶段)的拓扑控制技术进行了具体的分析与研究，而且将经典的基于有向图的拓扑控制算法推广到了无向网络图的应用中，并提出了一种适用于异构网络环境的基于虚拟区域划分的能量有效分簇拓扑控制算法。实验结果表明，基于无向网络图功率控制的拓扑控制算法能够继承原始网络的连通性，有效地降低节点能耗；基于虚拟区域划分的能量有效分簇算法可以显著地延长网络生存时间，提高网络的通信效率。