无线传感器网络的数据溯源是对数据包从源节点经多个转发节点最终传至基站的完整传输路径的记录、追溯与展示。为保证传输路径的可溯源性,现有的无线传感器网络数据溯源主要沿用IP网络的溯源信息记录方法,这种方法的特点是溯源数据量正比于数据包传输经过的节点数量,然而,无线传感器网络节点数量多,存储空间、能量、带宽以及计算能力均有限,因而其溯源技术因溯源数据量无上限而受到极大限制。为控制溯源信息的长度,现有的解决方法主要基于有损和无损压缩传输技术,但这些技术又存在压缩效率有限、溯源准确度低以及算法复杂度高等问题。这些问题极大地限制了无线传感器网络数据溯源技术的应用,使其远未体现应有的应用价值。针对上述问题,本文提出一种适用于无线传感器网络的数据溯源新方法,该方法基于正交技术,利用节点标识码的正交特性实现溯源数据的复用存储和传输路径的重构,从而可有效地限定溯源信息的长度,减少网络负载,并能保证溯源结果的准确性。由于数据溯源能记录各节点转发数据的频度和转发路径,本文扩展了无线传感器网络数据溯源技术的应用途径,提出基于溯源路径的无线传感器网络节点能量模型,实现了节点能量的动态监测,并基于该模型给出无线传感器网络拓扑发现与拓扑演化分析方法。本文的主要工作是:首先,提出基于正交标识的无线传感器网络数据溯源方法,该方法赋予每个转发节点一个互为正交的标识码,利用其正交特性实现溯源信息的复用存储;同时,通过扩展标识码的顺序信息,实现了数据包传输路径的追踪与重构。其次,基于溯源路径集,提出一种无线传感器网络节点能量模型,该模型根据节点在传输路径中的转发频次来度量节点的能量消耗,并通过新增节点率来确定节点能量模型的适用范围,实现了对节点能量的动态监测。最后,基于节点能量模型,提出一种无线传感器网络拓扑分析方法,该方法给出一组衡量网络脆弱性的加权连通性参数,并将该参数应用于节点能量模型,实现了对无线传感器网络的拓扑发现和拓扑演化分析。本文的创新性包括:1.提出一种基于正交标识的无线传感器网络数据溯源方法。该方法不仅解决了现有方法中溯源数据长度无上限的问题,实现了溯源信息的复用存储,还通过扩展节点正交标识的顺序维,解决了数据包传输路径的重构问题,以有限的空间占用,实现了无线传感器网络的精确溯源。2.提出一种根据溯源路径统计节点转发频次,并以此度量无线传感器网络节点能量消耗的新方法,实现了对节点能量的动态监测。3.提出一种基于溯源路径的无线传感器网络拓扑发现和演化分析方法,该方法从数据溯源角度给出一种面向无线传感器网络的拓扑发现解决方案,为无线传感器网络拓扑演变的研究提供了新途径。本文采用NS2网络仿真平台对上述研究方法进行了实验,实验结果验证了所提出方法和模型的可行性和有效性。