无线传感器网络协议栈主要包括物理层、介质访问控制层MAC(Medium Access Control)和网络层。MAC层是传感器网络协议栈的重要底层架构,信道资源由其分配,因此,MAC层机制是无线传感器网络的研究热点之一,本文选题具有一定的理论及实际意义。近年,虽已提出各种无线传感器网络MAC协议,包括同步MAC协议和异步MAC协议等,但前者同步过程复杂、传输时延较长,而后者能量消耗较大,而且,传感网的性能要求与应用场景紧密相关。因此,根据具体应用场景,如何降低无线传感器网络的传输时延以及减少网络能耗等问题仍需亟待解决。本课题以无线抄表系统为应用场景,对现有的无线传感器网络MAC协议进行深入的分析和探索。首先,针对无线抄表系统中紧急数据的传输问题,提出了一种基于优先级的PRIO_MAC协议,引入优先级机制,根据数据网络中数据的紧急程度对数据优先级进行分类,区分服务,增加优先级的竞争窗口机制并采用线性退避机制,以满足紧急数据及时传输的需求；其次,基于现有MAC协议的睡眠机制,做出相应的改进,提出了一种新的节能优化机制,采用划分睡眠侦听周期思想以及增加反馈应答帧机制,减少紧急数据传输前节点的睡眠等待时间,同时减少节点的前导码发送能耗,实现网络中紧急数据及时地传输,并对网络能耗进行良好控制。最后,采用开源软件仿真平台——NS-2和基于该开源软件开发的MAC仿真平台,对基于优先级的PRIO_MAC协议机制进行仿真和验证,对时延性能和能耗性能进行比较分析,验证了PRIO_MAC协议可以有效降低无线传感器网络中的紧急数据传输时间,并且能耗性能表现良好。