无线传感器网络的MAC协议工作在网络协议底层，它决定了无线信道的分配和接入方式，对网络的性能有重要的影响，因而在无线传感器网络的研究中备受关注。现有的大部分MAC协议，通常把能量有效性作为最主要的考虑因素，而把网络的吞吐量、网络的带宽等性能指标作为次要的考虑因素。随着无线传感器网络的发展，出现类似建筑物健康监测、油气泄露监测这类应用，要求无线传感器网络提供高数据速率的数据收集服务。众所周知，基于调度类的MAC协议更适合于高速率的数据收集。然而现有的MAC协议面临着带宽利用不够、信道和状态转换频繁等问题，限制了数据收集速率的进一步提升。本文主要对低时延、高吞吐量的无线传感器网络的MAC协议进行研究，在深入了解现有的经典的MAC协议的基础上，指出影响无线传感器网络数据收集速率的限制因素。本文提出两个新的多信道介质访问控制（MAC）协议：MCF-MAC和MCC-MAC，它们利用多信道和时分多址复用来进一步消除节点间的干扰，从而提供无冲突的并行数据传输，降低网络的时延，提高网络的吞吐量。同时尽可能降低节点的信道和状态转换次数来确保节点能耗的有效性。单收发器半双工的通信方式决定了节点不能同时处于接收发送状态，在时隙分配的过程中充分考虑到半双工限制以及节点的公平性，这使得时序调度的结果能够进一步降低时延。MCF-MAC和MCC-MAC均采用固定信道分配，MCF-MAC在TreeMAC的基础上引进多信道来消除数据收集树纵向上的干扰，通过自上而向下的协商实现每个节点的时隙分配。MCC-MAC则通对数据收集树进行分簇，在汇聚节点处以中心化的方式实现对簇头节点的信道分配和时序调度，簇内其它节点通过簇头信息来完成信道和时隙的选择。分配的结果能够保证快速数据的过程中，网络内的任意两个节点不会引起通信冲突。最后利用仿真工具NS2实现了对MCF-MAC和MCC-MAC的仿真，通过控制包的生成速率来实现在不同网络负载下协议的性能对比。仿真结果表明：当网络负载较大时，引入多信道的MCF-MAC和MCC-MAC协议在时延、吞吐量方面相对于SMAC协议和MMSN有显著的提高。