随着我国对石油和天然气的需求量逐渐增大,油气管道在国民经济和促进民生等方面起到了十分重要的作用。金属管道会随着时间的推移被慢慢氧化腐蚀,而利用阴极保护效应可以减缓金属管道被腐蚀的速度。因此,阴极保护数据为油气管道等金属管道的管理维护提供了重要的依据。当前,仍主要采用人工现场采集的方式对阴极保护数据进行采集,由于油气管道多铺设在偏远地区并且跨度很大,因此,采集一次数据时间周期长,同步性非常差,同时消耗巨大的人力物力。近几年,随着无线传感器网络技术的迅速发展,监控网络的覆盖范围得到了极大地扩展,这为解决上述问题提供了新的思路。在管道阴极保护电位数据采集系统中应用无线传感器网络技术,可以实现电位数据的自动采集和处理,为管道安全提供了有效保障。本课题以此为背景,设计了适用于阴极保护电位数据采集系统的无线通信协议,同时研究SimpliciTI协议中的跳频机制,并设计适用于线形网络拓扑结构的自适应跳频算法,从而进一步提高网络的可靠性。本文以管道阴极保护数据采集系统为背景,通过阅读大量国内外研究文献,分析了无线传感器网络技术以及自适应跳频技术的研究现状,通过分析现有科研成果和阴极保护数据采集系统的特点,引出了本课题需要研究的内容。通过对无线传感器网络技术、跳频技术和自适应跳频技术的深入研究,并结合本课题的研究背景及其应用场景,明确了网络的线形拓扑结构,并确立以TI公司生产的射频收发芯片CC1110和SimpliciTI协议为开发基础的设计方案。分别讨论了SimpliciTI技术的优缺点及跳频盲目性问题,明确了设计的重点和主要方向。文章给出协议的整体设计架构,并按层次详细介绍了协议的各层功能,重点说明了各层的数据结构和接口函数,并对关键函数的流程图和实现代码进行详细阐述。设计了适用于线形无线传感器网络的自适应跳频算法,算法充分结合了自适应调频技术和线形无线传感器网络的特点,实现了网络自主决策是否需要跳频,当决定需要跳频时,通过实时计算信道列表中所有逻辑信道的RSSI值,选取通信质量最优的信道进行跳频,克服了跳频盲目性的问题,随后分析了该自适应跳频算法对于系统可靠性提升所起的作用。最后介绍了LabVIEW这种图形化编程语言,并介绍了LabVIEW中的典型设计模式—生产者消费者模式和状态机模式。以LabVIEW为开发语言,设计并实现了用于测试线形无线传感器网络协议的软件工具,并对协议实现方案进行测试。