无线传感器网络是二十一世纪最有影响力的技术之一,被广泛应用于军事和民用等领域,也是当前研究的热点问题。无线传感器网络的拓扑控制对于网络整体性能,如网络生存时间、减少节点间通信干扰、保证覆盖质量等方面,都具有非常重要的影响。因此,如何对无线传感器拓扑结构进行有效控制,成为无线传感器网络研究领域一个迫切需要解决的问题。本文以如何提高大规模部署节点的无线传感器网络的整体性能为研究背景,针对无线传感器网络拓扑控制中的自适应成簇、网络连通性覆盖等问题展开研究,提出基于连通支配集的网络拓扑控制模型。论文主要工作如下:(1)综述无线传感器网络研究现状、网络体系结构和当前拓扑控制算法,对当前典型拓扑控制算法的优点和缺点进行深入分析和总结。(2)研究了无线传感器的网络体系结构,给出了传感器节点的节点模型、传感模型、能量模型、传感模型和通信模型。并重点讨论了节点部署情况,提出采用随机部署来实现无线传感器节点部署问题。(3)提出在自适应成簇算法LEACH基础上引入功率控制,解决当前无线传感器网络自适应成簇算法往往不考虑功率控制的不足,有效降低网络能量损耗。通过分析节点覆盖、节点连通与节点通信半径之间的关系,给出了满足节点覆盖要求的有效通信半径的计算方法,并以此为依据对其进行改进。改进后的算法通过传感器节点的邻居数量计算有效通信半径,从而调节发射功率,在节约能量的同时,利用有效通信半径和感知半径的关系,保证网络的覆盖。(4)提出采用连通支配集CDS(connected dominating set)组建传感器节点连通路径,解决无线传感器网络拓扑控制算法不能保证全网连通性覆盖问题。分析了节点覆盖与区域覆盖的关系,并根据连通路径的节点覆盖等于全网连通性覆盖的充分条件,提出了基于连通支配集CDS组建传感器节点连通路径,通过节点覆盖完成网络的连通性覆盖的算法,并结合改进后的自适应成簇算法,实现了基于能量有效前提下无线传感器网络连通性覆盖拓扑控制算法。(5)实现了节点部署、网络成簇、改进后自适应成簇算法和连通性覆盖算法的仿真计算。仿真结果表明,改进的自适应成簇算法和基于CDS的连通性覆盖算法在拓扑控制设计目标中的网络覆盖度、网络生存期及节点失效等方面都有明显提高。