随着无线传感器网络与网络化控制系统的发展与相互结合,无线传感器/执行器网络应运而生,它融合了泛在感知、自组织通信、分布式计算、自动化控制等于一体,是近年来新兴的信息—物理融合系统的一种具体形式。无线传感器/执行器网络在工业生产、智能楼宇、现代农业、智能交通等领域具有广泛的应用前景,能够极大地改善人们的生产与生活,因此受到国内外研究者的高度关注。控制与网络化通信是无线传感器/执行器网络的核心,且二者之间存在相互依赖、相互影响的关系。然而,现有的针对无线传感器/执行器网络的研究,大多仅对其中某一个方面进行优化,更有意义的协同优化方法尚不完备,亟待进一步的研究。本文结合国际上最新研究成果,研究面向控制应用的无线传感器/执行器网络的体系结构和评价策略；在此基础上,提出了协议优化方法和控制算法,并研究了通信与控制的协同优化问题。本文的主要工作和贡献包括以下几个方面：1)概述了无线传感器/执行器网络的发展及通信与控制方面的相关研究进展。2)提出了无线传感器/执行器网络的体系结构,分析了具体设计要求与设计思路,提出了性能评价指标及评价方法。同时,基于OMNeT++和Matlab仿真工具,设计了无线传感器/执行器网络的仿真平台。3)提出了面向状态估计的协议优化方法。针对采用IEEE 802.15.4标准的无线传感器/执行器网络,建立了时间触发和事件触发两种情况下的MAC层协议模型,并依此提出协议优化的框架和方法。4)针对设定值控制问题,提出了三种不同形式的控制算法,包括集中式的控制算法、分散式的控制算法和分布式协作控制算法,设计了与之对应的满足控制要求的传感器、执行器(和集中式算法中的控制器)的任务调度机制,并证明了这些算法收敛的充分条件。5)提出了综合控制与通信协的系统协同优化框架,以自触发控制为例,设计了一种基于模拟退火方法的优化控制器发包频率的算法,并给出算法收敛的充分条件。最后对全文进行了总结,并提出进一步研究的方向。