数据收集是无线传感器网络中最重要的操作之一，数据收集的可靠性、实时性直接影响对物理世界的感知效果。本文将网络编码与协作通信技术结合，针对无线传感器网络数据收集中遇到的可靠性、延迟、数据碰撞、信道利用率等问题，从新的角度研究了数据收集。本文的主要内容与创新点如下:　　 (1)针对层次化的传感器网络中簇内数据传输的可靠性问题，提出基于线性网络编码的簇内协作传输机制，利用线性网络编码改进了传统的用户协作机制，使之更符合无线传感器网络的特点。该机制使得多个节点之间能相互协作而获得更高的空间分集度。与点对点通信和传统协作传输相比，该机制能充分利用无线信道的广播特性，大幅提升数据传输的可靠性。　　 (2)针对多跳数据传输中遇到的可靠性问题，提出基于联合信道-网络编码的多跳协作传输机制，将信道编码与网络编码联合编码，改进了传统协作传输方式，使得两个节点共享一个协作节点，节省硬件和时间资源。基于此机制改进了太湖蓝藻监测系统中的数据收集树模型，提升了数据传输的可靠性。同时对节点的能量分配和码率分配做了优化。　　 (3)针对物理层网络编码中常见的TWRC模型在无线传感器网络应用中的局限性，提出多源物理层网络编码模型，研究此模型下的编码映射机制、最佳判决门限，分析了误比特率以及截止速率。最后基于此模型提出多跳数据收集协议，能有效减少数据传输的延迟，提升了信道的利用率。　　 (4)针对无线传感器网络中“漏斗”效应造成的数据碰撞、数据延迟、信道利用率低等问题，提出基于物理层网络编码的聚播协议，在传统的单节点路由基础上形成多节点的路由簇，利用物理层网络编码在较“宽”的路径上传输数据，减小了数据到达sink节点的延迟以及数据间的碰撞，节省了数据传输的总时间，提高了信道的利用率，理论分析还表明，传输可靠性得到了提升。