随着科技的日益发展，无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSNs)相关技术逐渐为人所熟知，已经成为科学领域研究的热点。WSNs通过随机部署在监测区域内的传感器节点之间的相互协作，完成信息的采集和传递，而拓扑控制是保证WSNs高效节能工作的一项关键技术。它通过对整体网络的组建，构建最优或次优网络拓扑，以实现数据传输。本文针对不同的WSNs模型，即在同构环境、异构网络和有损链路模型下，分别提出合理有效的拓扑控制算法，以达到有效利用节点能量，从而延长网络生存时间的目的。1.在同构WSNs(即部署在监测区域内的节点能耗等性能均相同)的基础上，针对降低网络能耗问题，提出树型拓扑网络每层节点数的分布概率定理，对其进行理论验证。进而设计一种基于概率分布和同层竞争的WSNs树型拓扑构建算法PCLT。该算法采用同层竞争方法选择最优父节点，并利用节点的分布概率决定是否需要进行二次唤醒，以此实现降低网络能耗，延长网络周期。2.针对异构无线传感器网络(Heterogeneous Wireless Sensor Networks, HWSNs)模型，提出一种基于整体网络能量预测的HWSNs分簇树型算法CTEF。该算法根据中心极限定理，并结合理想的网络平均剩余能量和能量差值，预测第r轮实际网络平均剩余能量值。又以网络通信成本指导簇头选举过程，结合节点能量等参数，引导节点加盟哪一个簇。最后在簇内以簇头为中心划分簇区域，并根据节点能量及节点间相对距离，寻找中转节点。3.基于有损链路网络模型，提出基于链路预测的WSNs拓扑控制算法LPA。该算法根据sink节点所处位置划分监测区域，并利用网络链路状态的独立性，将各分区内的链路性能值(接收信号强度指示RSSI和信噪比SNR)分别组建成马尔科夫链，计算链路状态转移矩阵，以此为依据预测下一轮的链路质量情况。同时通过模糊数学方法评价邻居节点的优劣，寻找最优节点作为活动节点，以此在小区域内组网，最后将各区域与基站(sink节点)相连，构建整体的拓扑生成树。通过对上述研究的仿真验证，亦证明PCLT、CTEF和LPA三类算法的有效性，并且与同类算法相比，本文提出的三类算法更能延长网络生存时间。