无线传感网络（WirelessSensorNetwork,WSN）可通过无线通信技术把数以万计的传感器节点自由地进行组织与结合,其因网络设置灵活、组建方式自由、网络拓扑结构多变等优势,被广泛应用于军事、工业、智能交通、生态环境监测等多个领域。普遍应用的传感器网络主要由节点、传感网络和用户三部分组成,其中节点包括可记录、发送、接收数据的小型且具有约束能力的传感器节点,以及能够感知传感器节点并收集数据的接收器节点。传感网络包含传感器节点间及其与接收器节点间的路由和链路等。无线传感网络应用的关键挑战主要有两方面:一是如何降低传感器的能耗以延长传感网络的寿命;二是如何降低网络被攻击的风险以保障数据传输的安全。随着无线传感技术的发展,传感器节点的能耗问题成为研究学者关注的重点。与网络中其他的运行参数相比,能量在网络传输中的消耗更为频繁;同时随着传感器节点尺寸的减小,传感器的存储、处理能力和电池电量等都受到限制,因此亟需一种节能的路由机制来有效地执行数据传输,进而节省传输带来的能量消耗。另一方面,由于无线传感网络使用无线通信技术,网络被攻击风险大大增加,数据的安全性问题不容忽视,亟需一种安全的路由认证机制来提高数据传输的安全性。此外,传感器节点的位置信息也是进行传感器路由方案设计与优化过程中必不可少的先验信息之一,因此如何高效准确的获取传感器节点的位置也是亟待突破的关键问题之一。本文深入研究了无线传感网络中的节能路由机制与安全路由策略,重点针对无线传感网络节能调度方法、传感器节点高精度鲁棒定位方法、无线传感网络抗攻击算法三大关键环节开展了理论研究与实验验证,主要工作内容与创新点如下:1.针对无线传感网络中传感器节点的能耗问题,本文通过分析传感器源节点与其最近的接收器节点间的路由数据,建立了源节点与接收器节点间的多跳数、距离与数据传输能耗的数学模型,提出了基于遗传算法（GA）的多接收器节能调度机制,通过遗传算法寻找源节点与其最近接收器节点间的最优路（?）,以实现数据的节能传输,进而降低传感器网络的能量消耗。本文在典型无线传感网络和无线体域网络（WirelessBodyAreaNetwork,WBAN）中进行了仿真实验验证本文提出方法的性能。仿真结果表明,与阈值敏感的节能传感器网络协议（ThresholdsensitiveEnergyEfficientsensorNetworkprotocol,TEEN）相比,在同样的数据传输速度下,本文提出的方法能够显著减少传感器节点的能量消耗.2.针对无线传感网络中传感器节点的定位问题,本文通过分析传统的DVHop算法在能量消耗、误差检测和位置解算过程中的不足,以及其在节点密度不一环境下的定位性能,提出了一种基于DVHop的改进可扩展传感器节点定位方法（Improved Scalable DV-Hop,ISDV-Hop）,通过引入鲁棒误差监测策略、完全最小二乘法解算机制等,实现了无线传感网络中传感器节点的高精度鲁棒定位。仿真结果表明,在节点密度不同、节点部署不规则的网络环境下,本文提出的ISDVHop算法在能耗、定位精度和可扩展性方面性能均优于传统的DV-Hop 算法。3.针对无线传感网络的抗攻击问题,本文首先分析了椭圆曲线加密算法（EllipticCurveCryptography,ECC）、EIGamal加密算法等传统无线传感网络的公钥加密算法的特性及应用场景,进而针对设备间通信（DevicetoDevice,D2D）这一无线传感网络中常见的通信场景,提出了一种基于公用密钥基础设施（PublicKeylnfrastructure,PKI）的轻量级安全认证方案FHEEP,通过使用ECC选择密钥对、使用EIGamal交换密钥的方式来降低数据传输过程中被攻击的风险。本文针对主流网络攻击形式对FHEEP方案进行了测试,测试结果表明,FHEEP方案在数学上可以安全地抵抗这些攻击,并且FHEEP方案还能处理交错攻击等新型攻击方式,实现了无线传感网络的安全数据传输。后续作者将继续在其他网络架构（如5G网络）下进行FHEEP方案的安全性测试。