无线传感器网络是一种功能集成、应用广泛、性价比高的网络系统,近年来已成为国内外研究热点。本文对无线传感器网络进行了深入学习,对传感器网络的历史、现状以及未来发展趋势都做了详细的调查研究。对传感器网路的特征、主要实现技术做了简单的叙述。深入了解了当前无线传感器网络MAC协议的发展现状,在导师的指导下,以MAC协议为切入点,研究无线传感器网络。文中介绍了无线传感器网络实验平台GAINZ和实验平台GAINSJ,并分别对两种节点的软硬件开发平台做了简要介绍。GAINZ硬件平台包括主板、光传感器芯片、温度传感器芯片和控制器Atmega128L单片机,射频芯片CC2420。GAINZ软件平台包括WinAVR开发环境和AVR Studio程序下载平台。GAINSJ硬件平台包括主板、温度传感器芯片、湿度传感器芯片、和集成射频控制的Jennic 5139控制器。GAINSJ软件平台包括Jennic Code Block集成开发环境和Jennic Flash Programmer程序下载平台。以随机多址系统为基础,本文提出了一种新的无线传感器网络MAC协议,通过划分分组发送时间为1+a,采用传输时间1内p1概率检测与时延时间a内p2概率检测联合控制策略,对多通道随机多址无线传感器网络进行了理论分析。在可控性增加的基础上,得出了系统吞吐量、多业务优先级吞吐量和信息分组发送时延等重要系统参数。结合无线传感器网络的能量有效性分析,针对传感器节点的不同应用,对概率值进行合适选取,控制忙周期侦听信道的节点数和空闲期休眠节点数,并周期唤醒节点,实现了节点节能的目的。此外,还通过无线传感器网络实验平台实验和计算机仿真实验验证了理论分析的正确性。新的控制协议,其节点接入控制更加精细,且具有更长的生命周期,更适于无线传感器网络MAC接入控制。基于GAINZ平台在IEEE802.15.4协议基础上对MAC协议进行改进,实现了基于二维概率CSMA信道接入控制的小型光照监测系统。运用后台观测软件SNAMP观测,网络运行情况良好,验证了理论分析的正确性。基于GAINSJ平台实现了一个以ZigBee协议为基础的温湿度监测系统,系统中有汇聚、终端和路由节点三种设备。终端节点采集数据通过路由节点或直接发送数据给汇聚节点,汇聚节点将接收到的信息通过串口发送到PC机上供用户使用。本文对Zigbee协议栈的实现方式做了详细介绍,包括ZigBee应用程序的工作流程、发起网络和加入网络、建立两个节点通信、发送数据、Zigbee终端设备休眠、地址分配和信息分组封装等。由于数据包中封装了统计信息,需要实现一个自己的后台观测软件来观测数据。该软件使用C++语言在Microsoft Visual Studio 6.0集成开发环境下编写完成。是一个在MFC之上搭建的基于对话框的应用软件。通过实验,对Zigbee协议的运行机制,地址分配策略和信息分组结构有了更为深入的了解,为下一步研究打好了基础。最后,对全文进行总结,并对今后课题的研究方向做了展望。