物联网时代将带来从信息化到智能化的变革，当物联网与互联网、移动通讯网相连时，可随时随地全方位“感知”对方，人们的生活方式将从“感觉”跨入“感知”的阶段。无线传感网络作为物联网的关键技术和数据采集的主要形式，其发展越来越体现其重要性。在无线传感器网络传感区域内大量随机部署的微型传感节点，由于节点数量庞大，难以重新回收编译应用程序。在满足QoS、能耗、实时性和异构性等性能要求的前提下，如何方便主动地进行无线传感器网络应用程序开发，是无线传感网络能够快速发展成为实用的必要条件。中间件能够屏蔽底层细节，利用跨层技术向应用层提供统一标准服务，减轻构建应用程序负担。本文主要针对多应用开发需求，研究无线传感网络中间件技术。本文首先介绍无线传感网络中间件的作用及原理，深入分析现有中间件存在的问题。应用驱动的无线传感网络中每个节点都在网内承担一定的角色，完成具体的角色职责。利用节点扮演角色的多样性及角色职责的差异，提出了无线传感网络角色映射框架模型。在此角色映射框架基础上，设计并实现基于角色的无线传感网络中间件RobMSN。从语义和规约的形式化角度定义了角色映射的规则约束，系统地解决了角色映射抽象的语义冲突问题，使得角色映射的上下文充分地体现在中间件的角色规约中。利用RobMSN把应用程序映射为节点在网络中具体所承担的角色，解决了无线传感网络中间件的跨平台要求和应用服务的动态性问题。其次，针对大容量角色数据包广播开销过大的问题，在充分分析节点广播代价的基础上，引入转播成本，利用应用服务要求和节点环境上下文知识，提出一种基于代价分发的无线传感网络角色广播算法。在分析网络状态和服务要求的参数和属性基础上，讨论了转发代价的设计，从代价因素变化的角度引入成本函数，并利用转发代价充分考察转播数据量和能耗性能。此外从转播率、包到达率和能量消耗等方面对算法进行性能评价和仿真。最后，在Agilla移动代理平台上，根据角色的要求实现基于角色的中间件，验证RobMSN。RobMSN中间件能极大地减轻构建应用程序的负担，简化角色映射过程。节点可随网络状态和应用类型自适应地角色调整。