无线传感器网络综合了传感器技术、嵌入式技术以及分布式系统等多种先进技术，是多学科高度交叉的研究课题。无线传感器网络能够有效地用于事件检测、目标定位、跟踪和识别，在国防军事、公共安全、环境资源监测、智能交通、医疗保健和自动化生产等众多领域应用前景广阔，一直以来都是学术界的研究热点。　　本论文在河北省科技支撑计划资助项目“石化行业泄漏检测预警与应急辅助救援系统研究（项目编号：08213516D）”和天津市科技计划资助项目“广域危险环境下泄漏监测预警与突发事故辅助救援系统（项目编号：10ZCKFSF01400）”的支持下针对油气田和石化企业现场的特殊要求，开展了关于无线传感器网络中的路由协议、时间同步、数据融合、节点定位机制等几项关键技术的研究，并设计开发了面向应急救援的无线传感器网络的硬件和软件平台。　　本文的创新性工作包括：　　1.研究分析了当前路由协议的不足之处，以提高能量效率为主要目标，建立了无线传感器网络的网络模型和能量模型，设计了网络的分布式的自适应分簇算法。在分簇算法中通过优化簇头选择和簇形成策略使簇头的分布趋于均匀，负载更加均衡，仿真结果验证了该算法能有效的延长网络生命周期。　　2.分析了无线传感器网络的时间同步机制，提出了基于分簇结构的时间同步算法。研究了无线传感器网络的数据融合类型及常见的数据融合方法，在分析比较现有无线传感器网络数据融合算法的基础上，将BP神经网络应用到了分簇网络模型中，做到了分簇路由协议与多层感知器网络模型的相互结合。利用BP网络对传感器网络的大量感知数据进行融合，减少了网络中的数据传输量，延长了网络生命周期，仿真结果证实了该算法的有效性。　　3.分析了无线传感器网络节点定位的基本原理和常用的定位方法，制定了适用于应急救援系统的定位策略，提出一种基于RSSI校验技术与加权质心算法相结合的无线传感器网络节点定位方法，并对所提出的算法进行实验仿真研究，验证了定位算法的有效性。　　4.面向应急救援系统的应用需求，采用了将无线传感器网络技术和移动机器人技术相结合的策略,设计了救援系统的系统结构。设计并完成了基于无线传感器网络的移动机器人控制体系结构。分析对比了现存的无线通信技术的优缺点，确定采用ZigBee技术作为系统的无线通信方案。研究了无线传感器网络的低功耗设计策略，设计并开发了应急救援系统的硬件和软件平台。该系统的设计与实现，将为无线传感器网络的应用奠定理论和试验基础，具有较大的工程实用价值。