随着无线通信、嵌入式计算、低功耗数据处理等技术的高速发展，无线传感器网络(Wireless Sensor Network，WSN)发展迅速，正在越来越多的领域发挥前所未有的作用。无线传感器网络有着许多特点，例如节点的大规模大范围分布，节点计算资源，电池容量严重受限，且难以补充等，这些特性给网络部署，设计与管理带来了一定的挑战。虽然给网络节点分配地址是一个较为传统的问题，但是如何在无线传感器网络的背景下，设计出可扩展性良好，能量效率高，且符合实际使用情况的地址，仍然有一定的研究意义和实用价值。　　 两条相互关联的研究主线贯穿本文的内容，分别为网络层和MAC层地址分配。在具有非平衡拓扑的ZigBee网络中，设计有效的地址分配与路由方案是提高地址空间利用率，增加网络生存时间的关键环节之一。本文首先分析了现有的ZigBee网络地址分配算法在非平衡拓扑下的不足，提出了一种适用于该拓扑的混合式地址分配算法(Hybrid Address Assignment Mechanism，HAAM)，并进一步设计了基于HAAM的路由方案(RB-HAAM，Routing Based on HAAM)。经过OMNeT++仿真实验与其他有关地址分配和路由算法进行对比，结果表明，对于非平衡拓扑，在相同的仿真环境下，HAAM能够提高地址分配成功率，从而增加节点入网率，并降低地址分配过程的通信开销。RB-HAAM能够节省低能量节点能耗，有效延长网络生存时间，提高网络成功投递数据包总数。　　 作为非平衡拓扑的自然延伸和一般化的抽象，本文接着讨论针对适用范围更加广泛的Track-Linked-Zone型网络拓扑的网络地址分配，提出了更加适合网络应用实际的分布式的地址分配和路由算法，并通过仿真分析，从地址分配成功率，可扩展性等角度验证了算法的有效性。　　 MAC地址的作用为局部范围内识别节点，实现报文的单跳传输。原本是识别局部范围的节点，现在的无线传感器网络协议却采用几乎全球唯一的地址。本文首先从信道利用率和节点的能量效率角度分析了当前协议在无线传感器网络中套用IEEE64比特的缺点和不足，然后阐述了MAC地址空间复用的条件，接着提出基于概率选择的分布式MAC地址分配算法，最后通过实验仿真验证了该算法的收敛性和大幅度压缩地址长度的效果。