布置在恶劣环境中的无线传感器节点，因其能量耗尽或环境因素等引起失效。针对节点的随机失效，基于无标度理论构成的WSNs拓扑具有较强的容错性，本文在WSNs中通过引入超级节点最终实现网络能量的均衡消耗和对关键节点的保护，提高网络的抗毁性和鲁棒性，延长网络生命周期。大量病毒的传播对网络正常运行的影响以及对网络实施免疫的重要性已倍受关注。随着对无线传感网的深入研究，发现病毒在不同的网络拓扑中的传播行为不同。本文提出了适合于无标度网络的免疫节点重要度判断函数，并根据此节点重要度函数提出了有效的免疫策略来控制病毒在网络中的传播。　　(1)基于无标度网络理论，提出了一种WSNs拓扑优化模型(WTOM)。在网络中引入超级节点，结合粒子群算法合理的划分整个网络;在节点间建立多因素为导向的虚拟力场，利用虚拟力调整超级节点的部署位置，实现网络能量的均衡消耗和通过对关键节点的保护，提高网络的抗毁鲁棒性。经理论分析和实验证明，经过优化所得网络不仅继承了BA无标度网络的特征还具有小世界特性;同时该动态拓扑延长了网络的生命周期，提高了网络面向数据收集的节能性。　　(2)基于关键节点的评判方法，本文提出免疫节点重要度函数，此函数综合考虑到节点度值、邻居节点和节点的传递效率的贡献。其中节点的度值和邻居节点来表现网络的局部特性，而节点的传递效率则反映的是节点的全局重要性。用该函数得到的节点重要性排序可以体现节点之间的差异性，能使节点重要性的评估更具有准确性。　　(3)基于病毒在无标度网络上的传播特性，提出了BA无标度网络的人工免疫模型。接着对病毒的传播模型进行了模拟并运用博弈理论进行分析，从而增加了病毒大规模爆发之前的免疫意识。最后提出小区域节点重要度免疫策略，并把小区域节点重要度免疫策略与常见的目标免疫策略，随机免疫策略进行比较，证明小区域节点重要度免疫策略的优势，为研究病毒在无标度网络上的传播状况具有重要的借鉴意义。