无线传感器网络是21世纪的十大新兴产业之一，是物联网的底层感知关键技术随着信息技术的飞速发展和CMOS技术的改进，无线传感器网络ξWireless SensorNetworks,WSNsο朝着节点小型化低功耗和多性能方向发展，并且能够在多种环境下大规模部署随着WSNs的工业化应用和推广日益深入，其规模和广度不断扩大，与之出现的是能量消耗过度节点间剩余能量悬殊和网络自组织抗毁性差等一系列新的问题，传统的研究方法已难以适用和解决这些新的问题近年来，利用复杂网络的相关理论研究WSN的拓扑结构和生长演化机理，优化WSN的路由等关键技术，进而解决大规模WSN中新出现的问题，正日益受到研究人员的重视，成为计算机科学与复杂网络交叉领域的研究热点之一本文将基于复杂网络的相关理论，研究无线传感器网络的高效分簇及演化模型，尝试解决和改善WSN节点中的能量效率鲁棒性和抗毁性等部分问题本文主要研究内容如下：ξ1ο提出了一种面向桥梁结构健康监测的传感网MESD协议基于经典的LEACH算法研究小规模WSN中的能量效率问题，结合桥梁结构健康监测ξStructural Health Monitoring，SHMο的特点，提出了节点最大剩余能量和距基站最小距离的MESD协议实验结果表明，该算法通过选择簇头节点的位置能够保护能量最小节点，并均衡剩余节点的能量消耗，对比LEACH协议延长了约17%的生命周期ξ2ο提出了一种WSNs点权演化模型异构传感网通常包括普通节点和簇头节点两类节点，普通节点与簇头节点进行连接和通信，簇头节点之间可以相互连接，为提高大规模WSNs的异构传感器节点间的协同效率和能量利用率，结合BA模型和Li-Chen模型，本文提出了一种点权演化模型，通过改进簇内异构节点之间的比率，限制簇头节点度无限制增加，达到了优化WSNs拓扑结构，提高节点能量利用率的目的ξ3ο提出了两种WSNs边权演化模型传感器节点之间的边的权重大小与网络中节点间的通信流量之间的通常成正比关系，因此本文将边权和WSN中节点的能耗结合，提出了两种WSN边权演化模型第一种模型在BBV模型中添加加权增长的约束机制，从而形成度受限WSN演化模型它可以在WSN中产生无标度特性，并减少信息冗余和信号串扰，从而提高了网络的能量效率和抗毁性能第二种模型是WSN有向边权加权网络演化模型该模型是针对不同规模的新增节点加入网络，并且节点间通信量不相等的特点而建立的一种有向边权的网络演化模型仿真实验表明这两种边权模型能够形成对应场景的WSN的无标度特性的网络，能够减少信息交换，优化网络结构，可以提高了网络中节点的能量利用率和抗毁性，达到建立高效分簇模型的目的