智能电网通过集成通信和信息技术而对传统的电网结构进行根本性的革新。使用无线传感器网络,智能电网能够有效的低成本地传输,监控,预测和管理能源的使用。Zigbee协议可以作为电站环境中无线测温传感器网络的组网协议。Zigbee是一个基于IEEE 802.15.4标准的通信协议,用于从小型低功耗无线电建立个人区域网络。Zigbee定义的速率是250kbit/s,最适用于来自传感器或者输入器件的间歇的数据传输。目前对于Zigbee协议的应用,虽然在节点睡眠机制,数据转发和路由协议,容错以及恢复机制等各个方面都有广泛研究,但是各自具有一定的局限性,缺乏整体系统性的整合机制,对电站无线传感器网络整体性能的提升有限,不能充分解决网络低能耗的关键问题。其中采用的媒体访问控制协议,因为每个节点采用的周期睡眠,大多导致数据包传输延迟增加,也不能完全满足无线传感器网络通信的需求。本论文针对国家电网自取能无线测温组网中的低功耗和安全可靠传输的复杂需求,提出了一种基于Zigbee的无线测温传感器网络协议框架。该协议框架将网络协议和算法进行优化。在媒体访问控制(MAC)层睡眠调度算法的基础上,设计提出一种改进的对于节能有效的节点睡眠调度机制。睡眠调度负责统一协调整个网络节点的状态信息采集和睡眠唤醒过程控制。并且采用一种有效的选择转发节点集合的算法,实现了路由转发节点集合的动态更新,促使网络中能量均匀分布。另外基于主动恢复的思想,提出实现了改进的备份节点和路由选择算法,可以有效地防止网络中潜在的错误发生,减少节点发送数据频率,进一步提高无线测温芯片组网的可靠性。实验仿真结果显示,在节点数目大于50时,本文采用的优化协议机制平均延时最小。例如在节点数目为150时,优化机制的平均延时比LMAC大约减少67%,比SMAC减少大约60%。优化机制的每数据包平均能量也少于其他的媒体访问控制协议。例如,在节点数目为100时,本优化机制的平均能量为SMAC的78%左右,LMAC的57%左右。机制的数据包丢失率也有改进。例如节点数目为100时,此机制的数据包丢失率比LMAC低2%左右,比SMAC低12%左右。另外,在节点数目为100时,该机制的吞吐率为LMAC的1.55倍左右,为SMAC的1.12倍左右。这显示了优化机制比其它媒体访问控制协议获得了更大的吞吐率。总之,本论文通过完成上述改进的基于ZigBee协议的自适应动态睡眠调度机制,从而降低了整个网络的能源消耗。提出实现的转发节点集合选择算法,通过选择高质量链路的转发节点集合,最小化数据包的传输延时。在和睡眠调度设定节点唤醒率互相配合的情况下,优化了数据包转发效率。提出实现的备份节点和路由恢复算法,通过仔细选择备份节点的标准,有效地保证了节点异常的实时处理。在降低功耗和延时,提高可靠性方面实现一定的性能改进。