无线通信和现代网络等技术的进步,推动了无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)的产生和发展,使其在环境监测及预报、健康护理和智能家居等各个领域具有广泛的应用。与有线传感器网络不同的是,WSN具有大规模、自组织、拓扑结构动态变化、能量有限且不可补充等特点。又因为它容易受到温度、湿度、障碍物等的影响造成衰减、多径、盲区,致使数据传输产生丢包、重传等现象。所以这就要求网络在许多应用场合要确保其能量有效利用且数据可靠传输。考虑到优化的拓扑结构可以节约网络能量,确保数据可靠传输,本课题通过分析和总结已有的可靠拓扑模型,针对WSN在可靠性和节能方面研究的不足之处,提出相应研究内容,具体有：(1)总结了无线传感器网络拓扑优化算法的研究现状,基于实际应用环境分析出可靠性对于增强网络的适应性及推动网络的应用具有非常重要的意义,因此针对网络可靠性能从链路稳定和能量均衡两方面来分析可靠拓扑模型。为本课题设计面向可靠性的无线传感网分布式能量意识拓扑优化算法奠定了基础。(2)考虑到真实环境中的非对称链路会造成信号传输失败,利用链路质量预测的方法,建立面向链路稳定的通信可靠模型。并以此模型为基础,根据分布式算法的优势,设计了基于通信可靠模型的WSN分布式拓扑优化算法。该算法可以建立双向连通的拓扑结构,并通过仿真验证了其具有提高网络通信可靠性、降低网络能耗和延长网络生命期的性能。(3)数据能够成功传输是建立在拓扑可靠基础上的,并且节点被孤立等因素使得节点实际传输信息的时间与节点耗尽能量的时间不一致,因此分别建立拓扑可靠模型和链路实际生存时间模型。然后以此为基础提出面向通信可靠与能量均衡的WSN拓扑优化模型,并设计了相应的拓扑优化算法。理论分析和仿真结果表明该算法不仅能提高网络可靠性,而且延长了网络传输信息的时间。