无线传感器网络(WSN, Wireless Sensor Networks)是计算机科学技术中一个新兴的研究领域,它融合了传感器、微机电子系统(MEMS)、嵌入式和无线通信等当今众多热门技术,具有十分广阔的应用前景。由于大部分无线传感器网络应用都要求无线传感器网络能够准确地将传感区域中采集到的数据尽量在规定时间传输到数据中心,由数据中心对数据进行分析,并将最终分析结果交给决策者。因此,数据的可靠保证和实时传输成为无线传感器网络要解决的关键问题之一。本文分析了无线传感器网络实际应用的特点,研究了现有无线传感器网络传输协议技术,在总结前人工作的基础上,引入跨层设计的思想,设计并实现了可靠保证和支持软实时数据传输的无线传感器网络传输协议RCTP(Real-time Collection Tree Protocol)。RCTP采用基于优先级、任务划分的实时调度算法,通过与链路层和网络层的跨层交互,可以同时支持逐跳拥塞控制和逐跳可靠保证。详细研究工作如下:①总结现有无线传感器网络传输协议拥塞控制和可靠保证技术;②考虑到链路协议、路由协议和传输协议之间交互对传输性能的重要影响,引入跨层设计的思想,从系统的角度提升协议的性能;③提出实时任务和非实时任务划分、基于优先级的调度算法;④设计了六组参照实验,采用收包率和传输时延两个参数分别评估RCTP的可靠性和实时性。在TinyOS上实现了RCTP,并在TinyOS自带的仿真器TOSSIM进行仿真。多个参照实验表明,RCTP可靠性达到CTP(Collection Tree Protocol)的近似水平,都达到90%以上。在实时性方面,RCTP的平均传输时延最高时比CTP降低了17.7%,有了显著提高。