近年来,随着城市轨道交通系统的不断发展,在城轨列车走行过程中,如何对列车关键设备状态参数进行实时可靠的监测,以减少事故的发生,保证列车安全运行己成为城轨列车安全监测系统的关键问题。无线传感器网络以其部署方便、功耗低、成本小等特点必将在城轨监测系统中发挥显著地作用,而传统的MAC协议不能满足城轨监测系统的要求,因此,要更好的保证城轨列车安全稳定运行,城轨监测系统的MAC协议的研究,具有很重要的实际意义。本文首先介绍了无线传感器网络的基本概念、结构、特点、关键技术、研究现状和应用领域。接着分析了城市轨道交通系统中的监测系统,重点研究了轨道监测系统的内容和方法,并在此基础上提出了一种轨道实时监测无线传感器网络,此网络中传感器节点周期性地采集数据,然后以多跳的方式将数据传输给网关,网关可用GPRSS等方式将实时的数据发送PC上,改善了传统监测方式实时性低的缺点。然后研究了无线传感器网络MAC协议,重点完成了 S-MAC协议算法的改进,LCO-MAC只对感兴趣的数据帧回复ACK帧,这样就减少了控制开销,使节点可以有更多的睡眠时间,达到了节省能量,减少通信时延的目的。最后,本系统选用C8051F996微处理器作为节点数据处理单元、nRF905射频芯片作为节点无线收发单元、C8051F020完全集成的混合信号系统级MCU芯片作为网络节点注控电路、DS18B20数字温度传感器作为节点传感器单元和EVE品牌的BF702338方形锂能电池作为节点直接供电单元,在此基础上搭建了一个包括三个无线传感器节点和一个网关节点的无线测温平台,并在平台上从通信的距离,传输可靠性和节能特性三个方面验证了 LCO-MAC协议的性能,实验的结果表明了此协议在保证通信距离、传输可靠的前提下,节省了传感器监测节点电池电量,延长了整个网络的生命周期,具有良好的节能特性,适用于轨道实时监测系统,具有较深远的理论和实际意义。