无线传感器网络是由大量微型传感器节点构成的自组织网络，传感器节点将采集到的数据通过无线通信方式发送到基站。节点采集的数据能否可靠传输到基站是影响网络总体性能的重要因素。由于无线传感器网络资源严重受限、负载不均衡等特点，现有互联网和其他无线网络中的数据可靠传输协议并不适用于无线传感器网络。因此如何在无线传感器网路中实现数据可靠传输将是一项非常有意义和挑战的工作。目前，研究界普遍认为造成无线传感器网络中数据传输不可靠的主要原因有：无线信道链路质量不稳定、网络拥塞以及网络拓扑变化等。　　 本文在深入分析数据传输不可靠原因的基础上，研究了无线传感器网络数据可靠传输协议，着眼于提高网络数据传输成功率，并兼顾网络能量效率和网络寿命。研究内容包括：基于干扰估计的功率一速率控制协议、基于传输次数估计的高效数据转发协议、基于节点状态控制的事件可靠汇报协议、面向路由空洞的实时数据可靠传输协议。本文的创新性工作包括以下几个方面：　　 1.提出了基于干扰估计的功率一速率控制协议，可有效解决信号干扰所造成的误码率升高问题。本文通过理论分析干扰模型，设计了平均干扰下最优传输功率控制方法。同时，考虑到网络环境的时变性，将优化传输功率与自适应速率控制机制相结合以提高数据传输的能量效率。仿真实验表明，相比MCP和BASIC协议，在一跳通信范围内，基于干扰估计的功率-速率控制协议单位能耗平均降低25％，吞吐量平均提高70％。　　 2.提出了数据多跳可靠转发协议，可有效提高有损、不对称链路中数据多跳传输时传输成功率和能量效率。本文通过理论分析有损、不对称链路模型中数据传输成功率与传输估计次数的关系，证明基于传输次数估计的数据转发方法可有效提高数据传输成功率和能量效率。为避免由于不均衡负载可能造成部分节点失效过快，引发路由空洞问题，本文在可靠转发协议中引入了负载均衡参数。仿真实验表明，在保证高优先级数据高可靠传输的前提下，相比GEAR协议，数据多跳可靠转发协议数据传输成功率平均提高30％，能量效率平均提高1倍，网络寿命平均延长20％。　　 3.提出了基于节点状态控制的事件可靠汇报协议，可有效避免事件驱动应用中冲突、拥塞造成的数据包丢失。通过理论分析网络容量与节点速率、活跃节点个数的关系，在避免拥塞发生和满足网络应用事件可靠性的前提下，设计了网络中活跃节点优化数目计算方法。基站通过Gur Game算法动态调节网络节点状态，使活跃节点数目可迅速收敛到优化值。仿真实验表明，理论分析的活跃节点优化数目可有效避免冲突和拥塞导致的数据包丢失。相比控制前，在保证事件可靠汇报的前提下，数据传输成功率平均提高了50％，网络寿命平均延长了1倍。　　 4.提出了面向路由空洞的实时数据可靠传输协议，解决了实时数据在路由空洞出现时可靠传输的问题。本文首先设计了新的延迟估计方法，充分考虑下一跳节点的负载和链路状况。针对路由空洞问题设计了空洞传播方法，由空洞节点通知上游节点，避免实时数据重复发送到空洞区域。在分析闭合空洞和开放空洞对实时数据可靠传输影响的基础上，基于空洞边界算法提出了双向空洞环绕方法。仿真实验表明，相比SPEED协议，当网络中出现路由空洞时，在保证网络开销的前提下，数据传输成功率平均提高了30％，延迟平均降低了20％。