针对传统有线结构损伤检测布线繁琐、成本高且存在检测盲区的问题,本文以多机器人为载体,构建基于移动无线传感器网络的钢结构损伤检测系统,可实现无盲区检测。但是基于无线传感网络的损伤检测需要多机器人节点同步采集,而多机器人自组网属于分布式系统,各节点由于系统时钟的初始时间不同、晶振工艺存在误差以及钢结构环境的干扰等因素,各机器人节点之间存在时间不同步的现象。此外钢结构损伤检测需要长时间的监测,而机器人节点携带的电源有限,因此必须在满足高精度时间同步的基础上,实现无线传感器网络的节能优化。针对面向钢结构探伤的无线传感器网络时间不同步和能量开销大的问题,在洪泛时间同步算法的基础上,分别针对时间同步误差、传感器节点的节能优化展开研究工作,主要研究工作和成果如下:首先,针对钢结构环境对无线传感器网络的干扰导致异常同步数据的问题,在洪泛时间同步算法的基础上,对线性回归表内的同步偏差进行参数估计,进而实现回归表内数据的可信度分析,利用置信区间剔除异常时间同步数据。但置信区间内的数据并不能完全消除环境干扰引起的误差,故采用随机加权平均算法,建立时钟漂移率数据表,动态解算加权系数,实现时钟漂移率的稳定性优化,从而拟合有效数据,提高时间同步算法的稳定性和容错性。在理想和异常情况下,对FTSP算法和改进FTSP算法进行仿真,结果表明改进算法较于原算法具有更好的容错能力和同步精度。其次,对无线传感器网络进行节能优化。在网络层面,针对洪泛时间同步算法全网节点洪泛广播能耗大的问题,引入父节点过滤机制,将节点分为主动节点和被动节点,从而消除冗余广播节点,实现节能优化,提高网络性能。优化后的时间同步算法对节点的失效具有更好的鲁棒性。在节点层面,引入能量动态管理,针对机器人节点工作进程,设计节点工作模式,通过动态切换节点状态,降低了无效功耗。然后,以Telosb节点和TinyOS操作系统为研究平台,进行无线传感器网络微秒级时间同步测试。实验结果表明,基于改进的洪泛时间同步算法的同步精度完全满足钢结构损伤检测的要求,而且在异常干扰的情况下,具有更好的容错性。最后,为了进一步开发具有更好性能的无线传感器节点,以CC2530节点和ZStack协议栈为平台进行毫秒级时间同步测试。为以后进一步开发基于多探伤机器人的无线传感网络钢结构损伤检测系统奠定了基础。