微机电系统、无线通信技术、微型传感器技术和嵌入式技术等技术的进步,推动了无线传感器网络的产生和发展。无线传感器网络是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织网络。它能够协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息,并对其进行处理,再传送给观察者。无线传感器网络已成为工业界及学术界的一个研究热点,有着非常广阔的应用前景。介质访问控制(MAC)协议决定了无线信道使用的方式,在传感器节点之间分配有限的通信资源,已成为无线传感器网络研究热点。本文从低能耗和低时延的角度研究无线传感器网络中的MAC协议。MAC协议大致分为两大类:基于竞争的MAC和基于时分复用的MAC。S-MAC协议是一种典型的基于竞争的MAC协议,较好地满足了无线传感器网络中的能量需求。但是,S-MAC作为一种具有固定占空比的MAC协议,对于数据流随时间和位置变化的场景,其性能表现不好。本文在其中引入自适应占空比,在网络流量突发状况时对节点的占空比及时作出调整。分析和仿真结果表明,我们的改进方案使节点的活动时间能够较好地适应通信负载的动态变化,减小了时延及丢包,提高了网络吞吐量,并明显地降低了能耗。