近年来,无线传感器网络的应用越来越广泛。特别它应用于野外的环境监测,如森林火灾、洪水地震、文物保护的监控。但无线传感器节点的传输距离近,在野外大规模部署的复杂环境下,传感器节点采集的数据如何快捷、可靠地获取是个难点。针对无线传感器网络远距离的数据采集,有很多应用采用了一种低成本的远距离透明传输设备,如数传电台、数传模块。它不依赖于电信基础设施,可靠传输距离达几公里。但传输速率低,无冲突检测和信道估计的功能,缺乏网络自组织能力,进一步限制了网络规模的扩大和传输可靠性的提高。为此,本文构建了一个多跳无线网络:该网络由一个路由节点和多个中继节点构成。中继节点负责将无线传感器网络中的数据转发到路由节点。路由节点负责将数据从中继节点转发到Internet网络。路由节点通过源路由的方法对中继节点进行轮询,并获取数据,轮询路径可以多跳,轮询路由在路由节点中集中计算,各节点间的信道质量也从中继节点得到。在针对上述网络的协议中,由于中继节点的硬件没有信道估计的能力,本文运用统计包传输成功率的方法估计自身与邻居节点的信道质量。在被路由节点轮询到时,各中继节点将这些信道质量连同数据一起发给路由节点。路由节点在获取了整个网络节点间的信道质量之后,集中式地计算各链路的通信代价,通过Dijkstra算法找出到每个中继节点代价最小的链路。然后,路由节点即可运用源路由的方式轮询中继节点。该协议能使网络中的各节点避免信号冲突,使各链路的传输效率达到最优。基于上述协议,本文设计了路由节点和中继节点的软硬件体系结构。在路由节点中采用的嵌入式数据库存储数据,并使用带确认的网络通信协议发送数据,实现了可靠的数据存储与传输。实验和现场应用证明,本文设计的多跳无线轮询网络自组织性强,易于部署,效率高,在远距离野外环境的数据采集方面取得了良好的效果。