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近年来,无线传感器网络技术得到了飞速发展和广泛关注。作为影响传感器网络性能的一个核心方面,传感器节点的节能问题已成为当前的研究热点之一。本论文重点研究了与无线传感器网络节能相关的四个方面的问题:节点定位、网络分簇与簇间路由、感知区域覆盖以及网络瓶颈节点判别,提出了相应的模型和算法,并进行了仿真验证与分析。论文工作的创新点主要体现在如下方面:1)提出了一种分布式WSN节点定位方法,称为MDS-MAP(D)。该方法以Ordinal MDS理论为基础,使用节点间的跳数作为度量,结合局部网络划分机制,获得局部网络内的节点间的最短路径,在不需要高精度的测距方法和设备的支持下,完成节点相对位置的计算,降低了节点定位的计算复杂度。明确给出了融合局部网络的方法。利用有限的锚点绝对坐标,该方法可以获得全部节点的绝对坐标,且定位精度较类似方法有所提高。2)提出了一种非均匀分簇和建立簇间路由的算法,称为EER。EER通过一个给出的非线性函数控制节点的竞争半径,调整非线性函数行为的参数与节点到sink点的跳数有关。在该函数的控制下,WSN中建立的节点簇的大小呈现非均匀的状态,距离sink点越近的区域,簇的面积越小,簇中含有的节点越少。节省簇头汇聚簇内节点数据的能量,可使更多的能量用于簇间的数据转发。EER的非均匀分簇方法还使得临近sink点的区域能够产生更多的簇,有利于簇头节点的能耗平衡。3)提出了一种能耗平衡的WSN感知区域连通覆盖模型。该模型基于Voronoi划分和Delaunay三角剖分理论,包含跳数测量、节点分层、网络三角剖分和可休眠节点查找等环节,利用节点分层机制,在保证各个节点到sink点的连通性的同时,寻找可同时进入休眠状态的冗余节点,从而得到感知区域的连通覆盖集。4)提出了一种WSN网络瓶颈节点的判别方法,称为节点瓶颈系数法。节点瓶颈系数法包含两个核心概念:节点的路由节点概率和下层邻居平均节点出度。节点瓶颈系数很好地表征了节点的瓶颈程度。计算瓶颈系数仅需要了解节点的一跳邻居信息。