无线传感网(WSN)作为当前通过网络收集数据的主要方式,具有高效、节约等特点,逐渐成为研究和应用的热点。但是由于受到传感节点的硬件条件,网络资源等客观条件的限制,WSN在收集数据的过程中通常会受到各种因素的干扰,从而有可能会影响数据的安全性和准确性。现有研究表明,在WSN中存在大量针对数据发起的各种攻击,主要对数据进行窃取或者破坏。因此考虑到数据的安全性,需要对传输的数据进行加密,但是加密计算会增加节点的计算开销,降低网络通信的效率,而基于压缩传感的数据收集方式可以降低网络通信的开销,从而适合用于数据加密的传输方式。与此同时,由于原始传感数据通常会有明显的丢失和异常,收集到的数据是否完整和准确也越来越受到关注,而现在的研究主要考虑的是在没有数据异常的情况下对随机丢失数据的修复,而且也没有研究如何处理连续丢失的数据。因此,本文围绕这两大问题,展开深入研究,本文的主要工作及创新点如下:1.针对WSN中数据传输的安全性问题,基于压缩数据收集和同态加密函数设计了一种保护数据隐私的数据传输方案。该方案在数据传输过程中采用压缩数据收集方法,并且使用同态加密函数在压缩编码后的传感数据上进行加密,该方案能够提供两种重要的隐私保护,流量的不可追踪性和消息的机密性,有效地防止了流量分析攻击。最后的实验仿真和安全性分析表明,该方案不仅能保护数据的安全性和机密性,还能降低计算和通信开销,高效地进行数据传输。2.针对WSN中收集到的数据可能存在连续的丢失和异常问题,本文提出一种基于矩阵填充的方法来重建连续丢失和异常的数据。通过分析来自中国株洲市196个传感节点的大量气象数据发现,气象数据具有低秩性,时间稳定性和空间相关性。而且,通过对真实气象数据的仿真发现,在使用传统的矩阵填充对数据进行填充时,连续丢失和异常数据不仅会严重影响丢失数据和异常数据的恢复,甚至会污染正常数据的恢复。基于这种现象,本文提出了一个新的基于主成分分析(PCA)的方案来有效地检测异常数据的存在,而且进一步提出了基于矩阵填充的两阶段数据恢复方案,也就是两阶段矩阵填充,利用环境数据自身的特性来恢复丢失或者异常的传感数据。最后,基于真实数据的仿真实验证实了两阶段矩阵填充方法能够在有连续的丢失和异常数据的情况下达得很高的恢复率。