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随着智能电网的发展，电力行业对各种电能表终端的远程、实时管理，以及对抄表数据的通信需求成为一项重要的研究课题。无线传感器网络用于多功能电能表数据通信，需解决各层协议的通信机制和与DL/T645规约匹配等挑战性的课题。本文针对电能表集中抄表数据通信特点，研究用于多功能电能表通信规约的无线传感器网络MAC层协议是有一定的理论意义和很好的应用价值。本文所做的主要工作如下：1、提出了一种改进型的基于IEEE802.15.4QoS-MAC层模型。针对电力DL/T645规约的电能表各类数据传输的特点，以及集中抄表无线传感器网络的数据通信需求，给出了节点数据缓冲队列马尔科夫链模型和各节点的状态概率计算方法，通过对无线传感器网络IEEE802.15.4标准中加入QoS服务，构造了一种具有实时性和可靠性服务质量的无线传感器网络MAC层模型。2、建立了数据通信性能评价机制。为了衡量无线传感器网络QoS-MAC模型的数据通信性能，建立了节点QoS-MAC层CSMA/CA信道冲突率模型、传输延时模型、网络有效数据吞吐率模型。编制了网络性能分析仿真算法，并在不同的抄表数据产生率下，对所提出的QoS-MAC协议网络传输性能进行了Matlab算法实现。3、设计了网络分析测试环境。采用了当前无线传感器网络领域热门的Opnet14.5网络仿真与分析软件平台，在IEEE802.15.4的MAC进程模型基础上，通过修改802154mac Process Model，加入类似IEEE802.11e的Qos机制，并进行结点层和网络层建模，模拟了一个无线传感器网络环境。在两种信道速率下，分别对新的改进型IEEE802.15.4QoS-MAC的三个优先级数据传输进行了实验，并给出了模拟仿真测试结果。实验结果表明，本文所提出的方法和仿真实验是一致的，可为电能表集抄数据按DL/T645规约传输提供可行有效的实时性和可靠性QoS服务。