无线自组传感器网络是综合了传感器技术、微机电技术、网络通信技术等而形成的全新的无线自组网络,是多学科交叉的前沿研究课题,在军事、工业、医疗、交通和民用等诸多方面潜在着巨大应用价值。虽然国外近年来取得了一些研究成果,但是在一些关键技术上,仍然有很多的问题需要解决。国内的研究更是还处在起步阶段。本文针对无线传感器网络的几个关键技术进行了深入研究,包括无线传感器网络的可靠通信研究、测试床系统仿真算法及上位机软件设计实现。本文介绍了无线链路的特征及其影响因素,无线传感器网络可靠通信的挑战与困难,设计可靠通信机制时需综合考虑的因素。深入分析了几种可靠通信机制的特点,并详细分析了目前已有的具有典型性的几种可靠传输协议。由于无线链路的不稳定性,要想实现可靠通信,链路质量预测机制必不可少。基于加权移动窗口策略,本文提出了一种简单有效的链路质量动态预测机制,详细介绍了预测机制的基本思想及仿真模型。通过仿真实验的方式分析了权重系数、窗口大小及数据发送速率对机制性能的影响。该预测机制运行简单,不需要网络额外的通信开销,程序仿真验证了预测机制的有效性。考虑到测试床系统是为测试网络层算法而设计的,依据图论极大权极小支配集的概念,本文提出了一种能量有效的分簇组网算法,详细描述了网络分簇及形成簇树的过程,理论上证明了通过运行该算法,网络所选取的簇头构成极小支配集,并能形成以槽节点为根的簇树。随后的仿真实验验证了算法的有效性。上位机软件系统是测试床系统的核心部分,本文详细描述三个功能模块的设计和实现。拓扑控制模块实现网络物理拓扑及节点参数的设定;网络实时监视模块实现用户和系统及时、友好的互动,实时显示网络组网拓扑和网络的运行状态信息;历史统计模块记录网络组网耗时、能量消耗、簇头数、节点能量衰减等历史统计信息以供用户对测试算法进行分析。