无线传感器网络技术作为物联网核心技术之一,近年来得到了国内外学者的广泛关注。网络节点布局是无线传感器网络投入运行的首要前提,一般而言,网关节点及传感器节点由其功能特性决定了布局位置的相对固定,为增强无线传感器网络整体的连通性与可靠性,经常需要将中继节点布置于网络中。因此可以说中继节点布局策略的优劣决定了无线传感器网络的寿命、通信效率等一系列指标。虽然无线传感器网络中继节点布局问题引起了越来越多的关注,但相比较于无线传感器网络其他层的研究,中继节点布局算法的研究还相对较少。现存的中继节点布局算法一般以布设最少的中继节点个数为目标,经常忽视中继节点布局禁区、通信容量以及网络整体能耗等问题。针对目前中继节点布局算法存在的问题,本文进行了如下主要内容的研究:1、将中继节点布局禁区、通信路径不可逆、数据转送次数上限值以及中继节点通信容量等多约束条件引入现有中继节点布局模型,提出了基于最小通信网络距离因子的布局算法评价新标准,采用枚举法与贪婪寻优算法相结合的方案完成了网络构建初期中继节点的合理布局以及既存网络添加新的传感器节点后所引起的中继节点调整与追加策略。仿真实验表明,与常规中继节点布局算法相比,本文提出的具有可操作性的多约束中继节点布局与追加优化算法能够显著提升通信网络的能效性;2、针对目前数据聚合技术中所忽略的网络各层数据吞吐量差异造成数据来不及完成数据传输或者数据聚合处理的现象,研究了一种面向可靠数据传输的中继节点延时自适应分配算法,该算法不仅根据节点在网络结构中的位置,同时考虑因子节点数据吞吐量的差异造成的不同时延,同时引入MAC层送信等待延时补偿,有效地减少数据无线传输时的数据冲撞。理论分析和仿真实验表明该算法在保证数据传输可靠性的同时,无损数据聚合技术的应用有效地降低了网络的通信能耗;3、设计了基于CC2430的无线数据传输模块,通过测试获取了与其通信性能相关的参数,为前期算法研究提供了数据基础,同时为后期真实网络环境下的验证提供了硬件测试条件,此外本文在算法仿真的基础上设计了可视化的GUI人机操作界面。