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无线传感器网络是集信息采集、信息处理和信息传输于一体的综合智能信息系统。它由许多密集分布的传感器节点组成,这些节点能量、处理能力和存储容量有限。为了保证无线传感器网络能够长期有效的工作,在能效性的基础上合理共享介质是无线传感器网络的关键技术之一。据此,本文在S-MAC协议的基础上提出了低控制开销的无线传感器网络MAC协议LO-MAC协议和(LN)LO-MAC协议,这两种协议通过减少控制信息消耗的能量,提高了网络的生命周期。S-MAC协议是一种较早采用睡眠监听机制来减少能耗的无线传感器网络MAC协议。在该协议中节点分布式的选择调度方式,通过在同步监听时间段交换同步帧实现节点间的同步。S-MAC协议的同步监听和同步帧属于控制开销,应尽量减少;此外,S-MAC协议的同步机制将导致具有更长监听时间的边界节点的产生,这些边界节点更容易较早的消耗完能量。在本文中采用减少控制消耗的方法,以延长网络生命周期为目的对S-MAC进行了改进,提出了低控制开销的LO-MAC协议。该协议采用统一调度方式,通过sink节点广播同步信息,使全网的节点采用相同的调度方式来减少S-MAC协议的同步控制开销,解决了边界节点容易更早的消耗完能量导致网络生命周期缩短的问题。最后通过对S-MAC协议和LO-MAC协议的性能的仿真比较,验证了改进后的协议减少了节点的能量开销,延长了网络生命周期。由于LO-MAC协议的覆盖范围受到sink节点通信范围的限制,在大型网络并不适用。在本文中还提出了一种适合在大型网络中应用的低控制开销MAC协议——(LN)LO-MAC协议。该协议增加了网络中的sink节点,通过多个sink节点协同工作,使全网中的节点采用统一的调度方式,减少了在大型网络中S-MAC协议的控制开销,解决了S-MAC边界节点和初始化时间过长等一系列问题。最后通过在NS2上的仿真,验证了在大型网络中(LN)LO-MAC协议适合于大型网络的应用,与S-MAC协议相比延长了网络生命周期。