无线传感器网络(Wireless Sensor networks，WSNs)是集信息采集、传输、处理于一身的综合系统，目前已广泛应用在环境监测、城市交通、健康医疗、智能家居、军事国防、空间探索等诸多领域。随着物联网应用的日益增长，无线传感器网络规模和异种网络融合的需求越发迫切。无线传感器网络在组网方式、资源寻址、网络部署与节能等方面，都需要新的技术支持。本文从无线传感器网络组网角度出发，就大规模异构组网、资源寻址、网络异构节点数量与位置优化部署等方面的关键技术，进行了探讨与研究。本文的主要贡献和创新有以下几点：(1)研究了无线传感器网络中异构网络的组网方式。提出了适合大规模异构无线传感器网络组网的分层分布式组网架构。该架构在不改变现有传感器网络内部组网方式的前提下，实现了异构传感器网络组网方式的统一，并且对业务数据汇聚与融合、传感信息的存储与共享、数据的统一传输、信息分发等以数据为中心的应用可以提供良好的支持。通过仿真测试表明，该网络架构能够实现异构传感器网络的灵活组网，对于渐进网络部署能提供良好的支持。(2)提出了适合大规模层次架构无线传感器网络的基于内容的标签编址寻址(Label-Based Addressing, LBA)机制。该机制通过标签区分业务数据类型，依靠标签与地址之间的映射将基于地址的寻址方式转换为基于内容的寻址方式。(3)给出了栅格拓扑结构和随机分布拓扑结构下的网络寿命模型。并基于此模型，提出了一个确定网络异构节点最佳部署数目的重要参数-寿命成本比(Ratio of Lifetime to Cost, RLC)。仿真结果表明，基于RLC所确定的异构节点个数，能使部署的无线传感器网络在网络寿命和部署成本之间获得最优效果。(4)提出了无线传感器网络中多异构节点位置部署的RDF(RegionDensity First)算法。该算法通过栅格和异构节点通信范围对网络进行区域划分，以区域密度确定异构节点的最佳位置。通过仿真测试，该算法能快速实现部署并有效地延长网络寿命。