无线传感器网络是由一组随机布撒，稠密分布的传感器节点组成的无线自组织网络，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域内感知对象的信息，并传送给观察者。无线传感器网络具有十分广阔的应用前景，已经引起了学术界和工业界的高度重视，被认为是本世纪将对人类社会产生巨大影响的科学和技术研究问题。由于传感器网络中节点的能量有限且难以补充，因此无线传感器网络的节能控制成为影响其应用发展且又颇具挑战性的核心问题。　　 本论文主要研究无线传感器网络中以节能为目标的一系列问题，主要包括四个部分。　　 第一部分包含第二、第三和第四章，研究异构分簇传感器网络中簇内节点的能量消耗问题。　　 第二章分析了异构分簇传感器网络中簇内节点能量消耗不均匀的现象，其中每个簇是以簇头为中心的环状结构，并通过设计簇内节点通信半径的模式实现了节点间的能耗均衡。　　 第三章提出了一种混合传输模式均衡簇内节点的能耗，这种模式是在保持簇内节点多跳传输的基础上，通过让簇内节点以一定概率与簇头直接通信来实现节点间的能耗均衡，并同时给出了计算每层簇内节点与簇头直接通信概率值的算法。此外还建立了更加接近真实多跳网络的连续模型，研究与簇头不同距离的簇内节点与簇头直接通信的概率，从而实现节点间的能耗均衡。　　 在第四章中，我们分别在通信半径相等和不相等的异构分簇网络中研究了在每个簇中如何设计节点的通信半径，从而最小化簇内数据传输消耗的总能量。　　 仿真分析表明，本部分提出的能耗均衡方法均可使簇内节点的能耗更加均匀，使网络寿命得到显著的延长。　　 第二部分包含第五章和第六章，研究无线传感器网络中融合节点的选取问题，目标是最小化网络消耗的总能量。　　 第五章研究在时延约束下，融合节点的最优选取问题，即寻找网络中的传感器节点子集M,当M中的节点为融合节点时，数据包均可以在时延约束内到达汇聚节点，并且此时网络传输数据包消耗的总能耗最小。给出了求解该问题最优解的时间复杂度为O(n4)的动态规划算法。　　 第六章研究了当融合能量不能被忽略时，如何选取传感器节点集合M,使得M中节点作为融合节点时，网络中的总能耗最小。给出了该问题的动态规划优化算法，在多项式时间O(n2)内可求得融合节点的最优设置方案。这是首次在一般意义的融合模型中求解融合节点的选取问题。该研究结果将对实际传感器网络中融合节点的设置提供很好的理论依据。　　 第三部分由第七章构成，研究了无线传感器网络中的局部路由问题：在多源单汇的传感器网络中，节点根据目标节点与邻居节点的地理位置、剩余能量等局部信息，确定自己的下一跳节点，最终建立到达目的节点的路径。本章根据多源单汇路由的特点，提出了最大化剩余能量、最小化为难度以及最小化平均为难度等几种局部路由算法。我们还首次引入了带约束后跳发射的思想，将这种思想与已有的算法相结合得到新的局部路由算法：后跳-剩余能量、后跳-为难度、后跳-平均为难度的算法。仿真实验表明，带约束的后跳算法平衡了网络通信量负载，增加了网络寿命，更加适应动态变化的传感器网络结构。　　 第四部分由第八章构成。研究了网络编码技术在数据存储网络中的应用，提出了在数据成功解码率的约束下，最小化数据存储型传感器网络能量的最优簇结构。我们得到在通常的数据存储网络中，无分簇、2个簇的等分簇网络以及3个簇的等分簇网络中必有一种结构为最优簇结构问题的最优解。