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无线传感器网络的数据链路层和物理层通常采用低功率低数据率的IEEE 802.15.4标准,其节点由能量极为有限的电池供电,网络一旦部署后更换电池比较困难。因此,节点通常采用低功耗器件来降低能耗,从而导致传感器节点无线电传输信号功率低,容易受环境的干扰,数据包传输可靠性不高。于是,设计一种节能且可靠的数据传递方案对无线传感器网络的应用极为重要。本文的主要工作体现在以下两方面:首先,本文介绍了编码技术中擦除码和网络编码的基本原理。然后针对利用数据收集树的无线传感器网络,采用Reed-Solomon码来提高数据传递的可靠性,设计了简单Reed-Solomon码,即S-RS(Simple Reed-Solomon)码。本文接着提出基于S-RS码的可靠数据收集策略即S-RS数据收集策略,导出了S-RS数据收集策略的总能耗、数据收集率和时延,并依此建立了时延和数据收集率约束下的能耗最小化这一优化问题。通过求解该优化问题,节点能够设置最优的编码和重传参数,使得在时延和数据收集率约束下能耗达到最小。也就是说,S-RS数据收集策略可以让节点采用段内编码或者段间编码将要传递的传感数据进行分段和编码,通过优化每个段所包含的传感数据个数、编码冗余度、数据链路层最大重传次数这三个参数,使得在事先给定的数据收集率和时延约束下收集数据的能耗达到最低。此外,利用NesC程序设计语言编制程序,并利用Ubuntu 12和TinyOS操作系统,在实际TelosW节点上实现了S-RS数据收集策略。TelosW节点上的实验以及仿真和数值分析表明:S-RS数据收集策略能够以较低的能耗达到较高的数据收集率。其次,本文采用机会路由的思想,提出了能量有效的可靠机会路由EROR(Energy-efficient Reliable Opportunistic Routing),它利用结合节点剩余能量和链路上收发双方的总能耗的转发代价,有效选择转发节点集合(简称“转发集”)、主转发节点和协助转发节点,让节点调节发射功率并利用随机线性编码把数据包分片编码发送到转发集,进而以多跳方式把数据可靠而且低能耗地从信源传递到信宿。仿真结果表明:在网络生存时间和能耗方面,EROR比已有路由策略CodePower更优。本文提出的S-RS数据收集策略和EROR路由策略可以用于具体的无线传感器网络,研究结果具有重要的理论意义和应用价值。