无线传感器网络被认为是全球未来十大技术之一。由于它在许多领域具有重要的科研价值和实用价值，在基础理论和工程技术两个层面向科技工作者提出了大量挑战性问题，从而引起了学术界和工业界的高度重视，成为当今国内外研究热点之一。将无线传感器网络应用于农田水分监控，是实现农业信息化、自动化、智能化的重要手段。然而，农田无线传感器网络具有超大规模、超低成本、拓扑变化复杂等特点，造成传输受限，这些特征对网络通信协议提出了更加苛刻的要求。已有通信协议如CODA、ESRT、RMST协议等对这些特征考虑不够，不能直接进行应用。因此，研究既能满足大范围稻田水分监测事件需要又能可靠传输水分信息的低功耗通信协议，对于水分传感器网络尤为重要。本文在分析无线传感器网络特点以及现有的通讯协议的基础上，结合最大限度延长网络生命周期的目标，提出一种适用于大规模农田水分监测的无线传感器网络新型通信协议(A Communication Protocol of Farmland Moisture Sensor Networks,FMSNP)。　　 FMSNP协议包含射频驱动层、MAC层、网络层和应用层四层。射频驱动层主要负责信号调制与解调，实现了射频驱动层的CC1000初始化与通信；MAC层主要负责无线信道分配，实现了MAC层点对点的数据传输与时分控制；网络层主要负责数据的路由传输，设计了基于逐跳控制的分组转发方案；应用层主要负责无线监测的各种应用，实现了数据采集、能量管理等应用。在各层设计中，都尽可能考虑到节能，如射频驱动层的功率控制与工作模式切换、MAC层周期睡眠与帧结构构造、网络层简单有效路由机制和应用层的能量管理等。　　 在节点采用atmell6L、基站采用STM32F103VBT6的硬件环境下，实现了十五个大小控制算法，并集成实现了FMSNP协议，并将之应用于水分传感器网络的无线监测实验，完成了农田水分无线传感器网络监测系统，对协议传输的正确性、可靠性进行测试。试验测试结果显示，在FMSNP协议的控制下，传感器、簇首、基站、短信网关、计算机间能够协同工作，整个稻田水分传感器网络可以较为可靠地运行。并且协议具有良好的节能效果，传感器节点在3.6V/1200mAh供电下，采样周期为300s、0.5h、lh的水分监测试验中，节点生命期分别为51h、lld、20d;当供电为3.6V/2100mAh电池，采样周期为4h采样实验中，节点生命期超过120d，是采用TDR920射频通信节点生命期的4倍以上。在11天的不间断监控发现，良好天气下的协议丢包率为0.07左右。