通信技术、嵌入式计算技术发展迅速,无线传感器网络日益成熟。为了满足在复杂多变的监测环境中人们对信息获取的需求,将图像、音频、视频等多媒体信息引入到传统传感器网络中成为迫切需求,无线多媒体传感器网络(Wireless Multimedia Sensor Networks, WMSNs)开始走进人们的视野并逐渐受到研究者的重视,作为一种新的概念系统,其研究具有很强的理论意义和实用价值。无线多媒体传感器网络中,传输的主要是信息量巨大的音／视频等多媒体数据,保证在无线链路上持续传输多媒体数据的信道带宽需求,同时在节点能力有限的情况下保障多媒体业务传输的高质量要求是网络设计的关键因素。媒体访问控制(Medium Access Control, MAC)层是无线信道上所有数据报文和控制消息进行发送和接收的直接控制者,解决网络中节点以怎样的规则共享信道以保证满意的网络性能问题。MAC层能否高效地使用无线信道是实现无线多媒体传感器网络通信的关键因素之一。围绕MAC层关键技术研究的问题,本文结合无线多媒体传感器网络的特点,详细分析现有传统传感器网络MAC层技术应用到WMSN的不足与可行性,分别对适于多媒体传感器网络的自适应簇头竞争机制、信道接入的退避算法以及信道接入方式进行了相应研究。由于无线多媒体传感器网络是一种全新的概念系统,目前仍无具体针对其的MAC层协议,本文从信道接入技术、MAC调度、差错控制以及数据包大小四个方面深入分析了现有传统传感器网络MAC层协议,探讨了这些协议应用到无线多媒体传感器网络存在的主要问题及可行性,展望了进一步的研究方向。MAC层实现高效合理的信道分配与基于怎样的簇结构紧密相连。本文针对多媒体传感器网络的需求,提出了一种基于剩余能量与传输距离的自适应周期分布式簇头竞争机制——ARDCH机制,机制采用一种基于地理位置的分簇方式,通过综合考虑节点剩余能量以及通信代价选举簇头,同时根据剩余能量来动态调节簇头的工作周期,均衡网络各节点能耗,延长网络生命周期,同时采用多信道簇间通信,避免簇间干扰。ADRCH分簇机制分簇稳定,能量消耗低且有效平衡簇内节点的能量消耗,显著延长了网络完整存活时间,同时保证了网络基本生存周期,相较于其它分簇协议更为适合多媒体传感器网络的需求。传感器网络是面向应用的网络,大多数多媒体传感器网络中除了存在实时性敏感的多媒体业务流之外仍存在其它非实时性业务流,当实际应用中网络突发视频、音频流量不大时,应用基于竞争的MAC层信道接入协议,仍能较好的处理应用要求。如何改进基于竞争的MAC协议,使其能处理多种业务传输要求,其关键问题在于如何改进协议退避算法,使其具有区分服务的功能。文章提出了服务区分动态退避算法——SDDB算法,通过对优先级不同的业务采用不同的退避方式,实现合理退避及业务优先级区分服务,保障优先级高的业务实时传输,有效避免二次冲突,支持突发业务流传输,同时不显著降低网络吞吐量,更适合多种业务并存的无线多媒体传感器网络。多媒体传感器网络中业务类型多样,如何针对不同的业务类型提供区分服务实现QoS保障,同时不显著增大传输能耗,并能延长网络生存周期是信道接入协议解决的关键问题。文章提出了一种适于多媒体传感器网络提供区分服务的多信道接入协议一一DSMAC协议,将帧分为自由竞争与TDMA调度阶段,对于实时性要求高的业务,通过簇内TDMA调度实现快速接入,避免节点间碰撞重传以降低延迟,同时减少能耗延长网络生命周期；对于实时性要求低的业务,基于Latin Square进行退避,在自由竞争阶段接入信道；此外,突发业务在帧内的随机竞争期实现及时接入以支持突发多媒体业务实时传输；同时,为避免簇间干扰及隐终端冲突问题,采用多信道簇间传输。综上所述,本文以实现适应多媒体传感器网络的MAC层关键技术为目标,研究了自适应周期的簇头竞争机制、提供服务区分的退避算法以及信道接入协议,对于推进无线多媒体传感器网络的研究和实用化具有一定的理论意义和应用价值。