覆盖与无线充电问题一直是无线传感器网络中研究的热点。根据覆盖对象的不同,覆盖问题可以分为:栅栏覆盖、区域覆盖和目标覆盖。在栅栏覆盖中,一般采用构建k条栅栏的方式来提高监测质量。而由于网络中传感器节点的有限电量,栅栏网络的使用寿命受到很大限制。在无线充电问题中,一般采用充电车调度或者部署固定充电器的方式对传感器节点进行充电维护,以延长网络寿命。近些年来,关于栅栏覆盖以及无线充电的研究层出不穷。但是栅栏覆盖中考虑网络寿命的传感器大多采用收集环境能量的形式,很容易受到恶劣环境天气的影响。而采用可充电传感器的覆盖网络可以采用无线充电车或者固定充电器提供能量,网络能量的来源更加可靠。据我们所知,这是第一次将无线充电问题与k-栅栏构建相结合的研究。本文首先考虑了基于可充电传感器的k-弱栅栏构建与充电维护问题,以最小化网络能耗为优化目标。其中,无线充电车的调度是一个NP难问题。我们设计一种k-弱栅栏调度充电策略,分析了问题存在可行解的充分条件。然后,我们提出了一种基于最小代价和最大流量的近似算法,以实现最小能耗k-弱栅栏覆盖,并保证k-弱栅栏的持续运行。同时,我们对近似算法进行了理论分析,证明了算法的近似度。最后,我们通过仿真实验,证明了算法的有效性。考虑到不同网络环境的差异,我们接着在k-栅栏网络中采用布置固定充电器的方式对传感器节点进行能量补充。在k-栅栏网络中,传感器节点同时具有感知和通信能耗。为了将栅栏覆盖问题与无线充电问题相结合,我们首先对问题进行了分阶段优化:(1)最小感知能耗k-栅栏问题;(2)最少充电器部署数量问题。在问题(1)中,我们使用最小费用最大流算法构造出最小感知能耗的k-栅栏网络,并利用最短路思想构建最小能耗通信树,确定传感器节点的通信能耗。在问题(2)中,我们根据不同的充电器选择策略提出了两个近似算法——Maximum Charging Utility Greedy Algorithm(MCUGA)、Location First Greedy Selection Algorithm(LFGSA)。最后,我们根据栅栏网络的特性,提出了等价节点的概念,在两个近似算法中分别采用等价节点替换的操作,使算法性能得到了极大地提升。在仿真实验中,我们采用一系列参数对算法性能进行了评估。