无线传感器网络(WSN,Wireless Sensor Network)的组成基本单元是分布在一定范围内的传感器节点。无线传感器网络中节点间以无线通信的方式进行数据传输,并且已经广泛应用于军事、航空、救灾、环境、医疗等领域。目前,无线传感器网络的研究还存在较大的挑战。为了优化无线传感器网络的性能,实现高效持续通信,本文提出基于能量协助的传感器节点间能量与信息的传输协议,有效地提升了系统性能。由于无线传感器网络工作所需的能量来源于电池,电池的存储能力有限导致其生存周期受到限制。同时,对系统供电电池的频繁更换会影响其正常的工作程序。因此在无线传感器网络中采取能量收集的措施是十分必要且是必然的发展趋势所在。然而,能量收集装置体积偏大给无线传感器网络的携带及集成化过程带来了诸多不便。此外,通过太阳能、风能等进行能量收集受自然环境影响较大,其发展受到了阻碍。所以针对无线传感器网络结构复杂、生存周期受限等不足,亟需找到合适的能量收集方式。因此基于能量收集的无线传感器网络的能量和信息传输协议的研究具有重要的意义。无线传感器网络通过将传感器放置在待监测范围内或待监测物体表面,对指定的信息进行采集。在工作过程中随着待监测物体的状态变化,无线传感器网络可能处于静止或者运动的不定状态下,这将影响到网络的数据安全性和工作持久性,因此对传感器的体积、功耗和发送功率等性能提出了更加严格的要求。在严格的限制条件下为了实现信息的高效准确传输,利用中继节点协助其他节点完成信息传输。近年来国内外学者提出了许多中继节点协助传输的协议,但都假设源节点与目的节点间不能进行信息的直接传输,该假设存在一定的局限性,因此采取直接传输与中继协作传输并存的方式,研究出适用于无线传感器网络的传输协议,以提高系统性能,具有充分的研究价值。本文以提高系统性能为目标,考虑了直接传输和中继协作传输同时存在的情况,建立了无线传感器网络中能量与信息同传的模型,提出了无线传感器网络中节点间能量与信息传输协议,以延续系统的工作时长,为日后基于能量收集的无线传感器网络的研究工作打下了基础。本文的研究思路如下:首先,根据无线传感器网络的分布结构特点,建立无线传感器网络中传感器系统分布模型。其次,结合能量收集技术,确定节点间信号的传输模型。再次,基于能量与信息同传的模型,提出直接传输与中继协作传输同时存在的传输协议。最后,根据提出的协议对系统性能进行仿真优化。本文的主要工作如下:一、研究无线传感器网络的分布结构、应用环境和信道状况,将能量收集技术结合到无线传感器网络,建立合理的传感器系统分布模型。二、考虑到无线传感器网络中节点分布位置特殊,每个节点使用的能量源不完全相同,且能量收集的数量和时长随机,所以选择合适的能量收集技术满足节点对能量的需求,并根据选择的能量收集技术确定相应的信号传输模型。三、针对无线传感器网络工作时对能效、准确度、工作时长的需求,采取能量与信息同传的传输模型,提出直接传输与中继协作传输相结合的传输协议,该协议不仅具有直接传输的直接性,还具有协作传输的准确性和稳定性。四、根据提出的传输协议,利用MATLAB软件对系统性能进行仿真,得出系统性能随重要参数的变化曲线,仿真结果显示提出的协议对系统性能有所优化,系统的吞吐量得到了提高。以上研究为解决无线传感器网络的高能效、持久性问题提供了新方法。提出的节点间能量与信息传输协议经仿真证明使系统吞吐量得到提高,系统中断概率降低,为后续无线传感器网络相关问题的研究提供了参考。