无线传感反应网络通过引入具有丰富资源、甚至可以移动的反应节点,极大地增强了现有的无线传感器网络结构。在这种网络中反应节点可以参与传感节点的探测任务,但更重要的是接收和处理来自传感节点收集的信息,并执行与应用相关的操作。这种网络系统可被广泛地用于战场监视与反应、核生化攻击检测与响应、工业控制、家庭自动化及环境监控与响应等许多领域。为了快速对外部环境做出响应,首先必须保证数据收集的实时性,其次还必须兼顾传感节点的能耗,以延长网络生存周期。此外由于网络中存在多个反应节点,还必须解决反应节点之间的任务分配问题。本文主要针对数据收集的实时性与能耗之问的平衡问题、任务分配问题进行深入的研究。首先针对无线传感反应网络应用的实时需求和传感节点能量低的特性,研究了基于跳步数受限的最小能量路径HBMECP问题。通过设定源节点到目的反应节点的跳步数,在降低网络总能耗的同时保证数据收集仍然满足实时需求。接着将HBMECP问题表述为整数线性规划(ILP)问题。通过对节点能量消耗模型的分析,推导出理想条件下单条路径上总能耗最小时的最优跳步数,并且当每跳距离相等时单条路径上的总能耗达到最小。在此基础上,本文具体设计出了一个HBMECP的分布式近似算法。即每个源节点依据最优跳步数和设定的跳步数确定最终所需的跳步数,同时修改基于地理位置路由算法,使每跳的距离尽可能趋于一致,从而达到保证实时收集数据条件下降低网络总能耗的目的。理论分析和仿真实验表明,无论在SA模型还是在MA模型下,HBMECP算法能够有效地实现数据收集的实时性与网络总能耗之间的平衡,同时只需增加较小的开销,并且适用于反应节点移动的情形。本文接着针对距离反应节点越近传感节点能量消耗越快的现象,研究了基于容量约束的最大跳步数最小化CBMMH问题。它通过设置节点的容量约束,限制节点每轮转发某个事件的最大报文数,以降低节点的最大能耗,达到延长网络生存时间的目的。同时从源节点到目的反应节点采用最小跳步数机制转发报文,以保证数据收集的实时性。随后将CBMMH问题用多目标规划问题表述,并在此基础上提出了两种CBMMH近似算法:GCBMMH算法和DCBMMH算法。仿真实验表明,GCBMMH算法和DCBMMH算法能够有效地实现数据收集的实时性与节点最大能耗之间的平衡,从而达到延长网络生存期的目的,而且DCBMMH算法不需要全局信息。本文接下来讨论无线传感反应网络的任务分配问题。首先依据反应节点类型、任务类型和时间要求的不同,对任务分配问题进行了分类。接着研究了反应节点通信半径不受限条件下单反应节点任务SAT的分配机制,提出了集中式和分布式两种SAT分配机制。在这两种分配机制中,采用反应节点完成事件所需时间作为效能函数,作为选择执行任务的反应节点的依据。在集中式分配机制中,决策中心记录反应节点完成先前所分配任务的时间及位置信息,用于效能函数的计算。在分布式分配机制中,提出了三种策略用来确定执行任务的反应节点:竞拍策略、设定起拍价的竞拍策略、惰性策略。大量仿真实验表明:在反应节点通信半径不受限的条件下集中式分配算法在通信开销和时间延迟上具有较好的性能,而当反应节点数大于同步事件数时,设定起拍价的竞拍策略和惰性策略的分布式分配机制同样能够取得较好的性能。本文随后研究了反应节点通信半径受限条件下SAT的分配机制,提出了半自动式和全自动式两种集中式SAT分配机制。在半自动式的分配机制中,传感节点与反应节点之间和反应节点相互之间均不需要协调机制。在全自动式的分配机制中,只需要传感节点与反应节点之间进行协调。在这两种分配机制中,由于反应节点通信半径受限,决策中心发送执行任务的命令需要通过传感节点转发,同时还需知道接收任务的节点的概略位置。为此,本文提出了利用决策中心存储的各个反应节点完成任务的时间及位置来预测接收节点的位置算法。仿真实验表明:预测接收节点的位置算法精度较高;半自动式分配机制在初始化过程中开销较低,并且在事件并发数较少情况下,在响应延迟上具有较好的性能;而全自动式分配机制在事件并发数较大时在响应延迟和完成任务方面具有较好的性能。最后本文研究了多反应节点任务MAT的分配机制,提出了满足任务时限要求下的最佳反应节点集合的选择问题,其目标是在保证完成任务时限的前提下最小化反应节点的总能耗,同时平衡参与响应的反应节点的能耗。本文首先将这种问题阐述为混合整数非线性规划MINLP问题,并提出了两种分布式MAT分配机制:非抢占式和抢占式分配机制。在两种分配机制中,决策节点都是利用其它节点提交的响应事件的信息和自己的状态来确定响应当前事件的反应节点集。不同的是在非抢占式分配机制中,已分配的任务执行不可被推后或者中断,而在抢占式分配机制中,先前已分配的优先级低的任务执行,可被中断以完成优先级高的任务。大量仿真实验表明:算法中反应节点利用空闲时机移向所负责的区域的情形比不移动的情形有更高的任务完成率;非抢占式和抢占式分配机制在完成任务的成功率上均要高于忙节点不参与任务分配的机制;抢占式分配机制以牺牲优先级低的任务和能耗为代价,比非抢占式分配机制完成更多优先级高的任务。