无线传感器网络是一种新型的网络技术,它具有组网灵活,覆盖面广,成本低等优点,在医疗、环保、军事、家庭中有着很多应用。但传感器节点能量有限,容易损坏等缺点也为网络设计带来了很多挑战。本文在路由算法,拓扑控制和传感器数据可靠性算法三个方面进行了研究。路由算法是影响无线传感器网络性能的一个重要因素。本文提出了一种新的路由算法:中心矢量路由(Central Vector Routing:CVR)算法。这种路由算法由AODV协议改进而来。在CVR算法中,中心矢量引导路由请求包RREQ沿着最短路径达到汇聚节点,减少了对无关节点的影响。中心矢量利用了环境监测类传感器网络中节点位置不变的特性,采用静态区域划分,达到了网络节能的目的。在无线传感器网络监测场景中,传感器节点采用冗余密集型部署,共同协作监测同一区域。当发现环境异常时,多个节点会同时向汇聚节点发送数据包。冗余数据充斥在网络中,浪费了网络资源。而且,传感器节点容易损坏,从而报告错误数据。为了减少冗余数据,提高数据可靠性,本文提出了一种基于簇的拓扑控制算法。当簇内节点发现环境异常时,它们会先向簇头节点发送数据,簇头节点对数据进行分析后,再代表全簇节点向汇聚节点发送数据。这种机制提高了路由效率,减少了冗余数据,并且使数据可靠性算法的实现成为可能。在研究了多篇关于数据可靠性的文献后,本文提出了一种数据可靠性算法,该算法借鉴了已有成果的思想,使用邻居节点的数据来验证节点本身的数据,提高了无线传感器网络数据的可靠性。为了验证这些算法,本文提出了一个水污染监测系统实例。该系统使用无线传感器网络对河水进行实时监测。算法和监测场景在NS-2与Nrlsensorsim软件平台上实现,并做了多个网络模拟实验。模拟实验结果表明,这些算法能使传感器网络节能、准确、高效地工作,提高网络的整体性能。