自组织无线传感器网络(Ad Hoc传感器网络)是一种基于大量具有传感功能的小型可移动设备构造的,主要用于收集、传播和处理传感信息的网络系统。它不需固定通信设施的支持,能随着节点的加入、离开、移动进行自组织、自管理。无线信道由多节点共享,协调节点访问信道的介质访问控制(MAC)机制是无线传感器网络的关键技术之一,它不仅关系到能否充分利用无线信道资源、实现节点对无线信道的公平竞争,同时影响网络层和传输层协议的性能,也是无线传感器网络支持服务质量(QoS)的关键。然而,由于无线传感器网络自身的特点(如分布式、存在隐终端/显终端问题、网络拓扑频繁变化等)使得研究高效、公平、支持QoS的MAC机制面临很大的挑战性,已成为研究的一个难点。课题完成了以下研究内容。首先,对能量消耗控制机制在网络协议栈各个层面中的作用进行了研究。低功耗模式,例如传感器节点采用固定时间间隔的发送方式可应用于物理层。基于能量消耗控制的数据链路协议可以避免不必要的分组重发,减少冲突的发生。网络层中,可以采用具有能量感知功能的网络层协议。所有应用能量消耗控制机制的协议层中,效率最高,最为恰当的应用能量消耗控制机制的是MAC层,因为它决定了整个网络的协议栈中的一些重要参数指标(如发送、接收和睡眠模式),并且能够比其它协议层更有效地影响整个网络的能量消耗。其次,对无线传感器网络的路由协议、网络安全等关键技术及其研究现状作了概括介绍,重点分析了无线传感器网络MAC机制的研究现状,总结了近年来的研究成果,对S-MAC、T-MAC和D-MAC等几中典型的MAC协议进行了对比分析。在此基础上,引入了一种新的,基于发射功率控制的MAC协议,PCSMAC协议。其基本思想是,通过某种算法,根据源节点与目的节点的距离,自动调整源节点发送RTS, CTS, DATA和ACK数据帧时的发射功率,使其工作在一个合理的范围,以达到节省能量的目的。与此同时,该协议仍然可以保持S-MAC原有避免碰撞重传和避免串音等功能。仿真分析结果表明,基于发射功率控制的MAC协议与传统的MAC协议相比,可以减少大约30-96%以上的能量消耗。最后,根据MAC协议的研究现状,提出其未来的研究方向和建议。