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无线传感器网络应用在环境监测,工业控制,养殖业生产等各个领域,具备广阔的发展前景。而无线终端传感节点的能量往往是不易补给的,故能量高效是其重点研究内容。无线传感器网络中的介质访问控制层(MAC)在优化能量消耗中具有重要的地位。同时,由于无线终端传感节点增加可移动性,使得网络拓扑结构发生剧烈变化,给传统无线传感器网络带来新的挑战。因此,研究一种能够适应无线终端传感节点可移动性,降低整体功耗,延长网络寿命的实用性MAC层协议有着积极的意义。本论文针对无线传感器网络中具备可移动特性的无线终端节点在接入网络前存在无效监听网络问题,设计并实现一种基于唤醒射频接收器触发接入网络并适应无线终端节点可移动特性的低功耗MAC协议。概述8种静态无线传感器网络和6种动态无线传感器网络下的MAC协议内容并简要分析其优劣势。对3种采样工作流程和2种接入网络机制建立可对比量化的数学模型,得到缓冲采样比连续采样和间歇采样方式节省更多能量,而唤醒射频接收器机制相比传统占空比机制能够实现更低功耗。设计MAC协议在申请接入网络,上传数据和退出网络时的负载分帧结构,配置WUR产生唤醒信号的工作模式。描述无线传感节点在9个工作状态转换关系,并重点叙述其中两个状态转换图:入网申请和数据通信。从实验室理想环境和实际应用场景这两方面对基于唤醒射频接收器的MAC协议进行实例研究。搭建实验室理想模拟环境,使用专业仪器仪表测量无线传感节点的能量消耗数据指标。对比六种不同组合工作模式组成的对照实验结果,得出使用本MAC协议的无线传感节点能够提供正常工作服务的理论年限是3.58年。将该MAC协议投入奶牛健康监测系统的实际生产实践中进行检验,通过分析数据传输通信日志,侧面反映MAC协议的网络性能和无线传感节点的能量消耗情况。从收包率、吞吐率、时延、公平性和电池能量消耗这五个方面分析226天内接收到由104个无线传感节点发出的343356条MAC报文信息。其中93.26%无线传感节点的收包率中位数达到100%,无线传感节点在三种状态下的输出电压一阶差分值在±20毫伏内波动。综上所述,本MAC协议的网络性能良好,适应可移动特性的无线传感节点,且具备低功耗属性。同时本MAC协议具备一定的实用性,能够为畜牧业信息化提供应用实践借鉴。