无线传感器网络是一种进行实时监测的无线局域网,近几年已经得到了广泛的应用。传感节点由很小的电池供电,一旦电能耗完,传感节点就无法使用。因此,对于一个能量有限的网络,如何设计更加有效的机制去延长它的使用寿命变得尤其重要。当今的大部分研究也是围绕节能机制展开的。本文提出了一种跨MAC(Medium Access Control)层和网络层的联合设计算法(an Integrated MAC and Routing Protocol,IMR),用于解决无线传感器网络中节约能量的问题。它能够迅速地对于频发性事件做出感知和报告。IMR算法把一个监控区域划分为有一个汇聚节点的层次结构,以汇聚节点为中心进行数据传输。处于远端的节点通过不同层的中继节点将信息传输到汇聚节点。计算结果表明,本文提出的方法在节约能量方面明显优于S-MAC。本文首先介绍了无线传感器网络的基本概念、网络结构,引出要研究的问题——能量节约。第二章主要介绍了数据链路层的协议及MAC层协议设计性能指标并着重论述S-MAC协议。第三章先对路由协议进行了介绍,然后重点讨论了定向扩散和LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)协议。第四章在借鉴S-MAC协议和LEACH协议的算法和设计的基础上,提出了一种新的能量优化设计算法IMR,并对此进行了数值分析。最后,对本文所做的工作进行了总结。