随着传感器技术、嵌入式技术以及低功耗无线通信技术的发展，生产具备感应、无线通信和信息处理能力的微型无线传感器节点已经成为可能。这些廉价、低功耗的传感器节点大量部署在观测区域内，采集感兴趣的信息，对信息处理后将局部处理结果路由至汇聚节点，用户通过管理节点获取全局信息。传感器网络应用广泛，环境监测是一类典型的传感器网络应用。破坏性地震是严重威胁人类安全的、恐怖的自然灾害。在地震发生后，会有大量的伤员掩埋在坍塌的建筑物中。本论文研究了在地震发生后，在监测区域部署节能可靠的无线传感器网络以协助救援伤员的问题。针对这一应用，本论文提出了以下方案：首先迅速地将大量无线传感器节点部署在监测区域，然后传感器节点通过本论文提出的拓扑控制技术自组织的形成传感器网络。工作的传感器节点通过声源定位技术和热红外遥感技术等搜寻受伤者，通过可靠路由协议将伤员地理位置信息报告给救援者。 本论文研究了应用在地震救援中的拓扑控制技术和可靠路由协议，提出了基于节点睡眠/工作调度机制的拓扑控制方案。该方案可以有效减少节点的能量消耗，延长传感器网络的生存期。该方案可以保证工作节点仍然可以监测原始监测区域和一定的连通度，并且考虑了节点失效对传感器网络的影响。在节点的监测模型方面，提出了基于立体网格的方法，这一方法简化了在三维空间中研究节点监测区域的复杂度，节省了节点的计算资源。传感器节点由于有限能量供应和工作环境恶劣经常面临失效问题，地震救援对于数据传输的可靠性提出了比较高的要求。为了保证数据在传感器网络中的可靠传输，本论文研究了具有容错能力的多路径路由协议，分别是不相交多路径协议和缠绕多路径协议。这两种多路径路由协议以定向扩散协议为基础，在建立主路径的同时建立多条替代路径，从而解决单个路径失效的问题。本论文通过仿真实验对这两种协议的性能进行了分析比较。 本论文通过仿真实验对基于上述拓扑控制技术和可靠路由协议的传感器网络模型进行了分析。实验结果显示，该模型可以显著延长传感器网络的生存期，保证对监测区域的有效覆盖、一定的连通度、以及数据在网络中的可靠传输。因此，本论文提出的方案可以应用在地震救援中以建立节能可靠的传感器网络。