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无线传感器网络(WSNs)的低成本、易安装以及灵活性等特点使其相对传统的通信技术具有显著优势,因此也成为了新一代电力系统——智能电网的重要组成部分。然而,电力系统恶劣复杂的应用环境也对无线传感器网络通信的稳定性提出了挑战。另外一方面,由于传感器节点的自取能设备能量供给有限,节能成为了本系统中无线传感器网络通信协议设计时需要重点考虑的因素。考虑到电力系统的应用环境以及节能需求,本文提出了一种适用于智能电网的无线测温传感器网络组网方案,即底层传感器与路由节点间采用SUB-G频段组网降低传感器节点能耗,路由节点间则采用2.4G ZigBee协议以提高数据传输的稳定性。并且,基于电力设备故障监测对WSNs时间同步的需求,本文在对RBS(Reference Broadcast Synchronization)和 TPSN(Timing-Sync protocol for sensor network)时间同步算法进行改进的基础上结合两者在不同网络密度下的同步优势提出了一个混合机制,大大降低了同步过程中所需的能量消耗。同时,利用节点可同步的优势对MAC层信道接入机制进行优化,采用基于时隙的CSMA/CA算法降低节点碰撞概率以及平均退避时间,提高网络吞吐量。最后,为了提高网络骨干节点数据传输的稳定性,在ZigBee协议的网络层提出了一种最低丢包率路径优先的路由算法降低网络丢包率。实验仿真结果表明:混合时间同步算法在保持一定时间同步精度的同时极大降低了算法能耗,在部署了 350个节点的高密度网络中,混合时间同步算法相比RBS和TPSN算法分别节省了多达74%和62%的能量;MAC协议方面,采用动态随机退避时间机制的CSMA/CA算法相比固定退避时间机制,网络吞吐量提高了 12.5%;而且,基于新的路由算法,网络的数据传输丢包率降低了 3.7%。最后,我们采用TI公司的CC430以及CC2530芯片作为系统实现的硬件平台,对系统的组网、通信以及能耗方面进行了测试。证明本文设计提出的自取能无线传感器网络设计方案在电力系统的应用中具有极大优势。