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无线传感器网络是一种新型无基础设施、自组织无线网络。随着微电子技术、传感器技术及通信技术的发展,无线传感器网络技术发展迅猛,在军事与民用方面的一些具体应用取得了成功。由于其应用广泛,无线传感器网络的发展一片光明。但是,由于无线传感器网络具有硬件资源有限、电源容量有限、以数据为中心、自组织、多跳路由、动态拓扑、节点数量众多且分布密集等特点,许多现有的协议都不适用它。因此必须根据具体应用,研究适用的网络协议。本文将无线传感器网络应用于水轮发电机组状态监测中,突破了目前流行的有线集中监测模式。基于无线传感器网络的设备状态监测系统更能有效、方便地对设备进行状态监测、故障预诊断,保证关键设备能够安全、连续可靠运行,减少或消除停机时间。本论文的内容主要包括以下几个方面:第一,对无线传感器网络进行简要的介绍。第二,对无线传感器网络现有的路由协议与介质访问控制(MAC)协议进行研究。探讨了无线传感器网络协议的设计问题,然后对已有的协议进行分析,为进一步的深入研究提供了基础。第三,分析了无线传感器网络应用于水轮发电机组的状态监测的优势,设计了无线传感器网络系统的体系结构,并对其关键技术进行研究。根据无线传感器网络应用于水轮发电机组的状态监测的特点,设计网络协议。本文的网络协议是采用特殊的路由优化算法和TDMA时隙分配算法,使节点进入低功耗或睡眠状态以降低功耗。协议主要在簇头的选择机制、多跳路由、MAC层通信机制等方面,对已有的LEACH协议进行了改进。在LEACH-NEW协议中,对LEACH协议的改进主要体现在以下几个方面:根据节点剩余能量选择簇头,以平衡网络负载;节点间采用多跳路由,降低簇头能量消耗;节点根据能量消耗的代价来选择至簇头的路由,通过扩散算法来广播代价消息,采用贪婪算法来选择能量消耗最小的路径;采用TDMA时隙分配算法减少网络时延。最后,利用NS2仿真软件进行验证。通过仿真实验可以看出,改进后的协议明显地提高了网络的生存时间,并且更具有能量有效性。