无线传感器网络是一个全新的领域，由于其广泛的应用，引起了工业界和学术界的极大兴趣。目前传感器网络还处在研究阶段，很多问题有待学者解决。本文主要研究传感器网络中的三个关键问题：定位、路由和查询处理。 定位是传感器网络中最基本问题之一。传感器网络的应用和位置密切相关，因此每个传感器节点需要知道自己的地理位置。然而，在布置大规模传感器网络时，由于昂贵的成本我们无法为每个节点安装GPS来获取位置。传统的办法是通过一部分已经确定位置的节点(使用GPS)，称为beacon节点，来定位其它待定位的节点。本文提出了一种新的移动定位方法，仅使用一个移动beacon节点来完成对整个传感器网络的定位。Beacon节点在网络区域内移动并每隔一定距离广播其当前的位置，待定位节点根据beacon节点的广播来定位。该移动定位方法主要有以下两方面的优势。第一，定位成本低，只需使用一个beacon节点，且待定位节点不需要使用任何额外硬件。第二，应用范围广，方法可以用于对任何拓扑结构的传感器网络进行定位。我们从理论上分析了定位误差，得出误差和广播间距成正比关系，并且给出了误差上限。最后，仿真实验显示实验结果符合理论分析，且达到了较高的定位精度。 传感器网络的路由是另一个重要的研究问题。在传感器网络中，每个节点将感知的数据以多跳路由的方式返回给数据收集器(sink 节点)。为了降低路由代价，中间节点进行数据汇聚来减少传输次数和传输数据大小。建立一个底层架构(如主干网等)是一种基本的路由方法。然而，传统主干网架构没有考虑节点间的传输代价，即边的代价，造成了路由的不节能。为了解决这个缺陷，本文通过引入边的代价来设计主干网，提出了最小代价主干网(MWB)。MWB主干网通过最小化主干网上的通讯代价(边的代价)总和，支持高效节能的数据路由从而延长网络的生命周期。我们证明构建MWB主干网是一个NPC问题，并提出两种启发式算法来完成MWB主干网的构建。通过大量的仿真实验，我们验证了本文提出的MWB主干网在各个方面都优于传统主干网。 传感器网络是以数据为中心的，返回用户想要的数据。查询处理实现了传感器网络的这个最终目的，为用户提供一个与传感器网络交互的平台。定位和路由是完成查询处理的前提条件。本文引入了传统数据库的skyline 查询，研究如何在传感器网络中节能的完成该查询。这是一个全新且富有挑战的问题，有着很广阔的应用前景。本文正式定义了在传感器网络中的skyline 查询问题，并提出两种在网络内完成的skyline计算方法。第一种为基本方法，用于提供性能比较的参考。第二种方法是基于设置分级阈值的计算方法MINMAX，利用传感器网络的特性，即节点上连续两轮感知的数据是近似的，从而降低了计算代价。最后，我们做了大量的仿真实验对两种方法进行性能比较。和基本方法相比，MINMAX方法大大减少了skyline计算的代价，且具有较好的健壮性和可扩展性。