无线传感器网络是一种新兴网络,其节点具备感应能力、信息处理能力和无线通信能力。无线传感器网络在军事、环境、医疗、家庭和其它的商用领域有着很高的应用价值和广阔的应用前景,是目前学术界研究的热点问题之一。在传统的无线网络中,网络协议的主要目标是提供高服务质量和公平高效的利用网络带宽,而无线传感器网络中由于传感器节点自身能量和通信能力高度受限的特点,其网络协议的首要目标是提高节点的能量有效性和网络的生命周期,这就给网络协议的设计提出了挑战。拓扑控制是无线传感器网络研究的重点方向之一。良好的网络拓扑控制技术,有利于节省网络中节点的能量消耗,提高网络的吞吐量。层次型拓扑控制算法又称为分簇算法,由簇头节点组成一个处理和转发数据的骨干网,其他节点大部分时间可以关闭通信模块以节省能量。本文首先分析了无线传感器网络的研究发展情况,特点以及典型的拓扑控制协议,接下来通过对分簇经典算法LEACH的分析,提出了基于减法聚类的混合型拓扑控制算法HTCSC(Hybrid Topology Controlling algorithm based on Subtractive Clustering)。该算法按照最小均方减法聚类的方案成簇并选择初始簇头,使簇的划分更加合理;根据节点剩余能量和簇内节点分布情况更换簇头,避免了剩余能量较低节点担任簇头造成的簇瘫痪;建立最小能量感知路由,减少了长距离传输带来的能量浪费。HTCSC更多的考虑了优化簇内能量消耗,但簇间能量均衡考虑较少。基于减法聚类的混合型非均匀分簇拓扑控制算法HNCTC(Hybrid Nonuniform Clustering Topology Controlling algorithm based on Subtractive Clustering)更多的考虑了均衡各簇的能量消耗,其综合考虑了节点密度、能量及与sink节点距离的因素,在成簇上引入了一种非均匀最小均方减法聚类分簇机制,均衡了簇头间的能量消耗;在簇头更换上采用了一种基于能耗估计的更换簇头策略,在维持较高能量效率的同时避免了簇头节点的较早死亡。仿真表明,HTCSC和HNCTC算法可以实现较优的拓扑划分,并且能够在降低总体网络能量消耗的同时,较好地均衡各个节点的能量消耗,延长了网络中大部分节点协同工作的时间,提高了网络数据传输量。