无线传感器网络是由通常具有感知、处理和无线通信功能的传感器节点自组织形成的网络，现场的信息采集和处理能力、高信噪比的细微物理或环境现象感知能力、不依赖于固定通信基础设施的自治性使其具有广阔的应用前景。本文针对无线传感器网络的特点和设计需求，利用Agent和多Agent系统理论和技术解决其系统模型、协作逻辑、自组织机制、软件开发、网络管理模型和拓扑控制等方面的若干问题。 针对无线传感器网络缺乏普遍的理论模型，本文提出一种多Agent系统模型，包括形式化语言、模型、语义以及相应的公理和模型约束。该模型将无线传感器网络抽象为由具有特定信念、期望、意图和能力等认知成分的Agent组成的认知系统，所有这些认知成分构成多Agent系统认知模型。无线传感器网络的多Agent系统模型将为独立于内部结构和具体实现来理解、分析和预测无线传感器网络行为提供形式化的理论基础和分析工具。 本文在研究支撑无线传感器网络多跳数据传送、网内数据聚合和分簇的协作特性、联合形成和控制以及协作策略逻辑的基础上，基于一般的多Agent行为和协作逻辑，形式化一种无线传感器网络协作逻辑CL-WSN。在CL-WSN中，k-跳Agent模型和多Agent模型分别抽象无线传感器网络的本地协作组和全局协作系统；而联合行为逻辑和可能性控制逻辑为无线传感器网络中的联合形成和控制提供了符号和公理。无线传感器网络应用实际实例场景中的协作推理表明，CL-WSN能够在无线传感器网络的自组织中表示协作策略逻辑，形式化协作结构，进行联合形成和控制的推理。 无线传感器网络的自组织包含不依赖于固定通信基础设施的有规则联系和运动，本文在特定应用中研究这一过程。在定性分析无线传感器网络的自组织特性之后，提出基于自组织度和自组织单位能耗的自组织评价方法，在典型应用中以此量化分析无线传感器网络的自组织演化机制。仿真表明，在特定应用中的无线传感器网络表现出孕育、发育、成熟、衰退和死亡的自组织过程，自组织能耗依赖于特定的部署方式和无线模型。 为提高无线传感器网络软件开发效率、效益和质量，本文设计和实现一种基于Agent的无线传感器网络中间件DisWare，其体系结构由工作引擎、Agent组件库、面向Agent的编程模型、基于Agent的框架接口、面向应用的工作模式等部分组成。在DisWare中，基于Agent的计算和以Agent为主体的高层交互解决无线传感器网络异构性，面向Agent的编程模型实现易于使用的应用编程接口，基于Agent的框架接口和自治模块化的Agent组件满足异构无线传感器网络应用系统构建需求。 为有效管理无线传感器网络，本文建立一种无线传感器网络的SNMP管理模型，该模型将无线传感器网络抽象为一种类型的虚拟设备作为SNMP被管理节点，并采用面向无线传感器网络的SNMP管理信息库。在此基础上，本文建立一种基于移动Agent的无线传感器网络SNMP管理模型，该模型利用移动Agent构建平台无关的管理环境、动态的软件部署模式和灵活多样的管理方式，提高了无线传感器网络SNMP管理性能：还建立一种基于移动Agent的无线传感器网络计费管理系统模型，该模型利用移动Agent基于不同的计费模式和策略对无线传感器网络进行计费管理，提高了无线传感器网络计费管理的自治性、应变性和实时处理能力。本文最后建立一种基于多混合Agent的无线传感器网络管理模型，利用多个软硬件Agent管理无线传感器网络，该模型实现无线传感器网络管理的分布化以及网络应用和管理的分离，减轻了汇聚节点和网络外应用系统的工作负担，减少了无线传感器网络管理系统总响应时间，增强了被管理无线传感器网络的组织性能和自适应性。 为形成在随机部署方式下有效的拓扑结构和优化的数据转发路径，本文基于多Agent增强学习建立无线传感器网络自适应拓扑控制算法，将无线传感器网络拓扑控制抽象为基于支付的多Agent协作全局优化问题，利用SparseQ方法将全局评估函数本地化，通过本地Agent之间探测信息和回报信息的交互形成初始拓扑结构和数据转发路径，通过数据转发过程中的回报信息和路径选择评估值的更新，保证拓扑不断更新和优化。仿真表明，该算法在随机部署方式下的无线传感器网络特定应用中，提高了数据传输质量和能量效率。