无线传感器网络由大量的传感器节点构成,随着技术的发展传感器节点的成本很低,体积很小、节点所携带的电池能量有限。传感节点具有传感、数据处理、保存和无线通信能力的传感器节点构成的网络。无线传感器网络可以用于在大范围内收集、处理和发布复杂的环境数据。由于无线传感网络的独特性,其网络性能如网络生命周期、网络负载平衡性、网络稳定性、数据传输延时等都与网络结构密切相关。分簇路由具有能量利用高效、拓扑控制管理快捷方便、数据融合技术简单等优点,在网络中通过有效的拓扑控制机制可以自动生成层次的网络拓扑结构,该结构可以充分利用传感节点的有限能量和资源以提高网络性能是研究的重点和关键。本文所做的工作和贡献包括:本文首先对无线传感器网络的系统结构、网络的特点和设计的局限性、关键技术和应用做简要的介绍。并且着重介绍了无线自组的传感器网络的拓扑控制技术,主要介绍了无线传感器网络拓扑控制问题目前主要开展的三个方向的研究,即功率控制、层次型拓扑控制和休眠调度。接着分析了无线传感器网络分簇算法的相关内容,从拓扑控制的角度,网络簇结构的形成过程分析现存的典型的几种分簇路由算法,并对存在的问题和可能的研究方向进行了简要的阐述。分簇机制具有很多优势如能量利用高效、拓扑结构管理快捷方便、数据融合简单等优点,通过拓扑结构控制机制自动生成的层次型的网络拓扑结构,能够有效利用传感节点的有限能量和资源以提高网络性能。以最小化无线传感器网络的能量消耗为目标。文章给出了一个更优的能量模型,该能量模型不仅考虑节点的数据传输消耗还考虑节点在建簇时候控制信息的通信消耗。接着我们给出了一个求无线传感器网络多层分簇算法最优层的方法。基于此,我们提出了带最优层的多层分簇算法COTE。并通过严格的理论分析了COTE的能量消耗和计算复杂度。COTE不仅通过把网络中的节点以最优层的结构组织从而最小化网络的能量消耗,而且COTE具有很低的信息交换复杂度。最后本文在MATLAB中对提出的带最优层的多层分簇算法进行仿真实验,并对实验结果进行详细地研究和分析,验证了COTE在节约网络能量和延长网络生命周期方面的优势以及COTE的可行性和有效性。本文最后对所做的工作进行了总结,并提出了一些需要进一步研究的问题。