在双层无线传感器网络中,中继器节点负责接收传感节点采集的数据,通过与其他中继器节点相互协作,将数据传送至基站。中继器节点的引入,使得无线传感器网络各层得以分工协作,令网络功能结构更为高效,提高了无线传感器网络的寿命。从业务保障角度,需要足够多的中继器节点以保证网络的连通性,提高无线传感器网络故障容忍能力；从经济角度,由于中继器节点价格昂贵,人们通常希望用最少的中继器节点完成目标对象区域的数据采集和传输。为了兼顾业务保障和经济成本两方面因素,本文在保障双层无线传感器网络故障容忍能力前提下,提出了经济性较好的中继器节点部署算法。首先针对双层无线传感器网络在故障容忍参数下的网络建模,提出了DBY-HCG模型。该模型与传统HCG模型相比,包含并区分了基站和中继器节点,减少了中继器节点与每个基站保持k连通所带来的额外开销,并具有与中继器节点约束位置无关的特性。其次,结合上述模型,本文针对中继器节点部署算法在故障容忍条件下的近似度分析和可扩展性的中继器节点部署算法,分别展开研究：1)针对2-覆盖2-连通故障容忍条件提出了相应的中继器节点部署算法,并对其进行具体的近似度的证明和算法性能的分析。结果显示该策略近似度相对现有研究成果严格缩减至(18+∈),同时算法性能具备一定优势,验证了本文所提出的网络模型的正确性和优越性；2)针对中继器节点部署算法的可扩展性,结合2-覆盖k-连通的故障容忍条件提出相应的中继器节点部署keCi-RNPB算法。其中,就k-连通子问题,实现了对最小权值k点连通子图的近似求解。与传统中继器节点部署算法相比,该算法支持k扩展。上述两个方面均对中继器约束位置独立。最后,本文通过大量和全面的仿真实验,同经典传统算法做对比,证明了在保证一定故障容忍能力的前提下,本算法所需中继器节点的数量相对少于传统算法,具有较好的适用性和经济性。