无线传感器网络是由大量微型传感器节点组成的多跳自组织网络,融合了传感器技术,通信技术等众多学科领域,具有十分广阔的应用前景。无线传感器网络的节点能量有限且常常部署在恶劣的环境下,节点容易能量耗尽,网络的拓扑也易受到各种攻击,最终导致某个节点或者网络过早死亡。面临这些问题,现有的拓扑算法普遍只考虑能耗方面,或者安全方面,缺乏两者的综合考虑。如何提高网络能源有效性,实现网络的通信安全已成为无线传感器网络的研究热点。本文首先分析了复杂网络社团结构研究传感器网络拓扑协议的可行性和合理性,提出利用社团结构对无线传感器网络的拓扑协议进行研究。然后结合目前大多数社团划分算法面临着复杂度较高、划分准确度低等问题,提出了一种新的社团划分方法,为更好更准确地研究传感器网络的拓扑奠定了基础。该社团划分方法主要通过Jaccard相似度值合并网络中相关节点,依据模块度值的变化自适应地合并小社团以得到层次社团,并在层次社团的基础上加入重叠指标,挖掘出两两社团之间的重叠部分。最后基于提出的社团划分方法对传感器网络拓扑的能量和安全问题进行了深入研究,提出综合能量有效和社团发现的拓扑协议CDEA构建无线传感器网络安全拓扑。该拓扑协议基于能耗关系建立节点之间的关系矩阵,利用提出的社团划分方法挖掘邻域内能量行为相似的节点,得到簇结构之后又依据能量、可信度以及到基站的距离选举簇头,并由免疫应答原理对下一跳节点的接入进行抉择,最终得到低能耗安全拓扑结构。本文分别对提出的算法进行了实验仿真。仿真验证表明本文提出的社团划分方法在基准网络上的划分结果有较高的准确性和合理性,并且提升了无线传感器网络的整体性能,不仅节省和均衡了网络的能量,延长了网络的生命周期,而且在网络存在安全威胁时,也能够有效抵御恶意攻击导致的网络安全问题,该方法对无线传感器网络的拓扑构建具有一定的指导意义。