无线传感器网络由大量的微型、廉价、低功耗的传感器节点组成。这些传感器节点不仅能够探测包括地震、温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体等多种多样的现象，同时能够通过逐跳转发的方式将探测到的信息传送出来。传感器节点由于采用微型电池供电，一旦电能耗尽，节点将无法工作，失效的节点附近的区域如果没有其他工作的传感器节点，网络中将产生空洞，在传感器网络中，空洞的出现往往难以避免，而空洞的产生将对传感器网络产生很大的负面影响，如网络覆盖性能的降低、定位算法误差的增加、地理信息路由的失效等等。因此如何降低空洞对传感器网络的负面影响是一个重要问题。　　 本文对传感器网络中的空洞问题进行研究。针对空洞对传感器网络的负面影响，从不同层面提出相应的解决方法。本文提出了传感器网络节点调度中的空洞避免方法、空洞判定方法、空洞填补方法以及容忍空洞的路由方法。本文主要工作和贡献包括：　　 (1)在避免空洞的条件下，实现优化网络生命周期的节点调度方法。　　 在子集划分的基础上实现了传感器网络的节点调度方法，延长了网络生命周期。在延长生命周期的同时，网络的覆盖性能和信息感知延迟性能将受到影响。本文定义了传感器网络中多约束条件下的节点调度问题，在避免覆盖空洞，以及保证信息感知延迟性能的条件下，实现了传感器网络生命周期最大化。　　 (2)提出传感器网络中空洞判定方法　　 在传感器网络没有地理位置信息辅助的条件下，通过节点的二次移动实现邻居节点相互间方位的确定。通过空洞边缘节点的协作，使用分布式方法确定空洞方位。进一步，计算得出空洞直径大小，为判定网络的陷阱覆盖(Trap Coverage)性质提供有效依据与准则。　　 (3)在已知地理位置信息的条件下，提出实现空洞填补算法。　　 可移动传感器网络在已知地理位置信息的条件下，采用蜂窝覆盖是对目标区域的最优覆盖。本文提出了采用蜂窝网格的方式对传感器网络监测区域进行划分，从而实现对目标区域的填补。在此基础上，针对大范围覆盖空洞和分片非闭合空洞提出了一个分布式填补算法HPH。　　 (4)在没有地理位置信息位置的条件下，提出了实现空洞填补算法　　 传感器网络在很多应用场景下，往往难以准确获得节点的精确地理位置信息。在没有地理位置信息的条件下，基于空洞判定方法，本文提出了传感器网络空洞填补的两个准则，以此为基础，实现了简单、高效的分布式空洞填补算法CHH，实现了覆盖空洞的完全填补。相比现有算法，CHH以更短的迭代时间实现了覆盖空洞的完全填补。　　 (5)在三维网络条件下，提出了空洞容忍的路由算法　　 二维传感器网络中往往采用表面路由(Face Routing)的方法实现空洞容忍的地理信息路由。但是在三维网络中不存在相应的网络划分和路由的方法。本文使用3D RDT(3D Restricted Delaunay Trigulation)和3D RRNG(3D RestrictedRelative Neighbor Graph)的方法实现三维网络空间的划分。采用3D表面路由的方法进行信息传递，使路由信息可以有效跳出路由空洞，提升了三维网络条件下地理信息路由的效率，实现了更好的可扩展性。