无线传感器网络覆盖决定了无线传感器网络所能提供的服务范围,是实现无线传感器网络众多应用的前提。而覆盖优化是无线传感器网络的主要支撑技术之一。因此,本文在分析总结国内外相关研究的基础上,对无线传感器网络覆盖的优化方法进行了深入地研究,主要研究内容和成果体现在以下几个方面:针对无线传感器网络的区域覆盖漏洞修复问题,本文首先考虑了传感器的更贴近于实际应用的基于误警率的概率感知模型。针对网络服务质量的要求,定义了网络覆盖漏洞的判断标准。然后提出了增量式网络修复算法和基于最少节点的网络修复算法。两种算法分别考虑了感兴趣区域最低覆盖率的网络修复和使用最少节点的网络修复,实现了区域覆盖漏洞的修复。针对无线传感器网络的栅栏覆盖漏洞修复问题,本文基于在完成栅栏修复的前提下,以减少移动节点能耗为目的,首先提出了一种基于最大权匹配的栅栏漏洞修复算法。然后结合网络覆盖率和网络能量分布建立了基于网络状态的栅栏覆盖模型,并提出了基于最少移动节点和基于最少能量的移动节点两种栅栏漏洞修复算法,完成了栅栏覆盖漏洞的修复。针对无线传感器网络的目标栅栏覆盖优化问题,本文首先提出了基于最少节点的目标栅栏覆盖确定性部署算法。该算法基于单个目标点的目标栅栏圆的构造,多个目标栅栏圆弧的融合以及被包围目标点的目标栅栏圆的删除三个方面。然后研究了基于移动机器人的目标栅栏覆盖修复算法,该算法利用了经典的TSP问题的贪婪算法,完成了目标栅栏覆盖漏洞的修复。针对方向传感器网络的概率覆盖优化问题,本文首先提出了适用于不同应用场景的方向传感器的三种概率感知模型:指数衰减概率感知模型、容错概率感知模型和混合概率感知模型。然后针对提出的概率感知模型,研究了方向传感器网络的网络覆盖率计算方法。最后基于移动方向传感器能够改变感知方向的特点,提出了基于SecPSO的方向传感器网络修复算法,改善了概率覆盖。针对摄像机传感器网络的三维栅栏覆盖优化问题,本文首先提出了摄像机传感器的概率性三维感知模型,该模型考虑了实际中摄像机捕捉带尺寸的目标感兴趣区域和监控任务中的分辨率要求。然后在研究摄像机传感器构造的棚栏覆盖中,依次分析了栅栏覆盖的部署策略、网络覆盖率和网络鲁棒性。最后和现有文献的感知模型构造的栅栏覆盖进行了对比,说明了提出的概率性三维感知模型更符合实际应用。本文对无线传感器网络覆盖优化问题进行了系统性研究。针对不同的网络覆盖问题,提出了一系列传感器感知模型和网络优化算法。仿真结果证明了本文提出的算法具有可行性、有效性和先进性。