无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)作为一种由大量节点组成的新型传感网络,具有应用广泛、快速部署的优良特性。随着信息行业和信息处理技术的迅猛发展,无线传感器网络的应用开始逐渐普及,其中在环境检测、能源勘探、农业生产和生物研究等方面有着良好的应用前景。拓扑控制是无线传感器网络研究的核心问题之一,合理的网络拓扑结构能够延长网络生存周期,减少节点间相互干扰并提高路由协议效率。无线传感器网络规模较大,传感节点众多,并且节点能量有限,因此,为了确保信息传输的可靠性,无线传感器网络必须具有较强的容错性。本文从网络节能的角度出发,对无线传感器网络进行容错拓扑控制研究,针对LEACH算法的缺点进行了改进,并设计仿真实验进行验证。主要研究工作及取得的创新性成果如下:首先,分别从网络节点和网络结构两个方面对网络的能耗进行了分析;对路由节能进行了研究,分析各路由协议的特点;选取典型的路由协议LEACH协议为研究对象,分析LEACH算法的计算流程,并设计仿真实验,对LEACH协议的性能进行分析。然后,针对LEACH算法能量分布不均的缺点,提出了基于一种基于自适应让位策略的改进算法,通过设定一个能量门限来限定簇头的选择,和LEACH算法相比该算法能够获得更长的网络寿命,并且提高了网络的吞吐量。最后,从功率控制的角度出发,提出了一种基于遗传算法的LEACH改进方案,该算利用节点位置信息及节点剩余能量对网络进行分簇,综合考虑簇内节点剩余能量、簇内覆盖率和重复覆盖面积等因素对簇内节点进行睡眠调度,使拓扑结构得到进一步优化。通过仿真实验对两种改进算法从网络寿命、节点剩余能量和吞吐量三个方面进行了对比分析。