桥梁在几十年甚至几百年的使用过程中,受到自然灾害或人为因素的损坏,容易引发灾难性事故。通过对桥梁结构状况的实时检测,可以减少或避免不必要的损失。而传统的检测方式花费高、安装困难,已经不适用于现代桥梁结构检测。近年来随着无线通信,微处理器和MEMS等技术的发展,使无线传感器网络有了巨大的发展。无线传感器网络具有成本低、安装方便、维护和更新费用低等特点,非常适合对远程环境、设备、大型土木结构进行监控。本文依据交通部西部开发项目“桥梁无线监测技术研究与开发”的要求,设计了一种应用于桥梁健康监测的无线通信协议。本文首先介绍了无线传感器网络的应用和发展前景,以及无线传感器网络通信协议设计必须要考虑的主要问题。之后,主要介绍了通信协议的实现方法和实施过程。本协议充分考虑了无线传感器网络的功耗、自组织、可靠性、时钟同步、数据实时传输等问题。布置在不同测点的无线传感器节点通过网络自组织协议形成一多跳链式无线网络,网络在初始化结束之后工作于TDMA方式,避免节点之间的干扰。协议分成稳态传输和准实时传输模式,在稳态传输模式中完成网络初始化、网络拓扑表维护和非实时数据的传输;在准实时传输模式中实现部分节点数据的实时传输。网络中所有节点利用时钟偏移量实现同步,在稳态传输时与中心节点同步,在实时传输时与最末一级控制节点同步,在文中对同步时延进行了详细地分析。最后,本文给出了实验结果,证明了通信协议能正常工作,并给出了实测数据,然后提出了系统的不足和需要改进的问题。