无线传感器网络(简称“传感器网络”)集成了MEMS传感器、嵌入式计算、网络及无线通信、分布式信息处理等领域的最新研究成果，是当前国际上的热点研究领域。　　 传感器网络是一种与应用密切相关的网络，但是在传感器网络的各种应用中，数据的收集与分发都是一个基本操作，需要加以深入研究。针对完成周期性数据收集任务的传感器网络，本文主要就数据收集所采用的上行通信模式和数据分发所采用的下行通信模式展开研究。　　 论文的主要工作及贡献如下。　　 为了节省通信能耗，本文提出了在全网时间同步支持下的网络层通信调度方法。由于这一方法建立在全网时间同步的基础上，我们首先对传感器网络中的时间同步问题进行了深入研究，提出了一种低开销的扩散式网络时间同步方法。这种方法利用时戳的单向传递同步可直接通信的节点，利用启发式规则减少了同步过程扩散到整个网络时的冗余报文。　　 在时间同步研究的基础上，本文提出了基于Ⅱ)MA思想的网络层通信调度方法。该方法在基于链路质量估计的路由算法中加入收发器开关状态的时分调度功能，不仅减小了节点的通信能耗，同时利用网络层的通信调度，减少了隐终端对报文成功传输的影响。　　 基于协议跨层设计思想，本文对TinyOS中的路由协议进行了改进，加入了物理层发射功率自适应调节功能。根据网络层对一跳传输质量的估计，动态调节收发器功率，提高了多跳路由协议的可靠性和健壮性。　　 广播是下行通信模式中的基本操作，但是简单的广播将使传感器节点耗费过多的能量。为了减少在稠密网络中进行简单广播所产生的冗余报文，结合邻节点通信连接关系比较法和重复报文计数法，本文提出了一种能有效抑制冗余报文的高效广播方法。　　 在开展以上研究工作的过程中，设计和实现了可应用于大型温室的无线温湿度监测网络，结合实际工程研究了数据收集协议的性能，提高了研究工作的实用价值。