作为下一代互联网的重要组成部分，物联网是实现云计算和普适计算蓝图的关键网络保障，旨在为用户提供任何时间、任何位置、任何事物、任何人之间的信息交流和智能控制。无线传感网络是物联网的支撑技术之一，负责信息的感知和网络末端传输，整个网络由许多能量和通信能力有限的无线传感器组成，这些传感器通过相互合作将感知数据传送给信息需求者。无标度加权复杂网络模型，反映了现实网络的存在形式和动力学特征，是研究大规模无线传感网络建模和拓扑演化的有效工具。基于局域世界理论、BBV网络模型和不均匀成簇思想，本文提出一种新的无线传感网络拓扑加权演化构造方法。方法中综合考虑节点能量、通信距离和流量等多个因素，对无线传感网络的边权重和节点强度进行了定义，同时研究了拓扑生长对权重分布的影响。理论推导和实验结果证明本方法演化出的拓扑具有无标度加权网络的共性，节点度、强度和边权重均服从幂律分布。结合已有的理论成果可知，该无线传感网络加权拓扑不仅继承了无权复杂网络较高的鲁棒性和抗毁性，同时降低了节点发生相继故障的几率，增强了网络的同步能力。无线传感网络由于受能量和通信能力的限制，为了保证感知数据的有效送达，路由协议的设计显得尤为关键。有别于以往的簇首间转发的路由策略，本文在演化拓扑基础上提出了一种基于前向感知因子的能量均衡路由协议FAF-EBRP，该协议通过感知链路权重和前向区域内的能量密度来决定下一跳节点，并设计了相应的局部拓扑自发重构机制。实验中对比了FAF-EBRP和LEACH、EEUC两个典型路由协议的三项指标：能量平衡因子、节点存活数目和数据接收率。对比结果表明在FAF-EBRP协议下，无线传感网络整网能量消耗均匀，节点全部存活时间长，数据完全接收率高，表现出比LEACH和EEUC两种协议更好的能量均衡性和更长的有效工作时间，保证了无线传感网络应用的服务质量。