无线传感器网络的节点使用电池作为电源，有限的节点能量会导致网络生存时间受限，故通过多种手段优化无线传感器网络，使其尽可能的延长生存时间成为无线传感器网络的一个最重要的研究方向。本文研究工作隶属于国家自然科学基金项目“无线传感器网络中基于时间序列相关性的低能耗数据获取方法研究（60970112）”主要研究内容包括两大部分：1）基于备份节点的组网算法。基于备份节点的组网算法是在SimpliciTI协议栈的基础上进行二次开发实现的一种高可靠性，具有自愈特性的组网算法。主流的树形拓扑的中继节点一旦出现失效，就必然破坏网络的连通性，故在着手进行网络吞吐量、节点覆盖率等研究之前，提高网络可靠性更为重要。2）多路径分成组网优化。该算法是在通过备份节点组网算法建立多个上行连接的基础上，通过建立数学模型给出了各层节点平均网络负载和节点层数的关系，并证明在了一定约束下，单协调器节点的网络无法通过优化组网同时实现能耗均衡和网络生存时间的最大化。在此基础上针对非均衡的通信需求的应用，提出了一个多路径分层的组网算法，给出了一个优化单协调器节点的次优方案。本文算法在CC2530和SimpliciTI协议栈的基础上进行了二次开发，实验并验证了基于备份节点的组网算法的高可靠性和多路径分层网络优化所带来的数据采集可靠性提升，未上层应用提供可靠的网络服务。