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无线传感器网络是由大量传感器节点通过网络多跳方式自组织而成的无线网络系统。在传统无线传感器网络中，汇聚点或Sink周围的节点往往因承担过多数据转发任务而过早耗尽自身能量，形成网络瓶颈。数据中心存储和移动Sink方式能有效解决这一问题，前者将数据存储于多个网内优选节点，以此来平衡节点数据转发负担并减少数据转发总量，而后者则通过为Sink引入移动性，以此来均衡节点能耗并减少网络总能耗。不过，数据中心存储需要点到点路由支持，而移动Sink则需面对路径选择问题。本文就此两点进行研究，主要创新性工作如下: (1)研究了传统无线传感器网络中支持数据中心存储的点到点路由问题。采用自适应子节点数上限值机制构造出了紧致而平衡的树形标号系统，并基于此设计了相应的路由策略。该策略具有较高路由效率和较强鲁棒性，可用于网络中多空洞、节点位置未知或误差较大等多种场合。 (2)针对网络中同时存在突发紧急事件和平常事件的情况，提出了一种能量平衡点到点路由。利用多棵独立最短路径树构建多树标记系统，并基于此设计了贪婪和平衡两种数据转发策略，前者可保障紧急数据的时延要求，后者能均衡节点间的负载和能量消耗，从而最大程度避免网络拥塞并有效延长网络生存时间。 (3)研究了Sink移动无线传感器网络中保证数据时延要求并最小化网络能耗的Sink移动路径选择问题。提出了一种结合网格规整划分和人工鱼群算法优化搜索的Sink移动路径设计算法。该算法不仅能使Sink的移动获得较高能量收益，同时在计算复杂度方面具有良好的规模可扩展性。 (4)针对网络分层的情况，设计了一种可协助上层网进行高效数据汇聚的Sink移动路径选择算法。算法基于节点效用优先级迭代构造Sink访问节点集，同时利用节点反效用优先级对其进行优化，从而使得在数据时延约束范围内全网数据汇聚到Sink的总能耗趋向最小。 (5)为解决异构网络中不同类别数据的并行收集问题，设计了一种动静双Sink搭配的高效数据收集策略。静态Sink位于网络中心，接收并处理突发事件区发来的紧急数据;移动Sink周期巡游全网以近距离收集网络中的平常数据。与其它数据收集方案相比，动静双Sink策略在能效性、负载均衡性以及紧急数据的实时性方面表现优异。