路由协议是无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)的关键通信协议,对WSN的性能有着重要影响。与传统的确定性路由相比,机会路由充分考虑了无线信道的广播特性、时变性和干扰不规则性,有效的提高了无线多跳网络的吞吐量和传输可靠性,已成为无线传感器网络路由协议研究的热点之一。然而,现有的机会路由协议大多在节点持续工作的状态下运行,能量消耗很大。低占空比技术将节点置于周期性的休眠/活动工作模式下,能极大地降低网络节点能耗,将低占空比技术与机会路由机制相结合是降低网络能耗的有效途径。本文以无线抄表为应用背景,以降低能耗为目标,研究并设计了一种适合该场景的低占空比机会路由协议LDC-OR(Low-Duty-Cycle Opportunistic Routing)。首先,本文分析了传统的低占空比机会路由协议,指出了其在能耗、节点占空比调度策略和转发节点选取等方面的不足。针对低占空比WSN因节点间的周期性休眠机制导致数据传输时延大等问题,给出了基于地理位置候选节点选取策略的方法,以降低因节点间的异步休眠调度产生的时延。其次,针对在现有的低占空比机会路由协议中无法预测节点传输能耗的问题,定义了节点期望路由代价的度量方式,即采用节点历史平均总代价的思想将网络运行阶段节点产生的等待时延和传输能耗结合起来对节点传输能耗进行度量,并使用这一度量方式对候选节点进行优先级排序,以降低网络节点能耗。第三,针对链路质量发生突变会导致数据传输成功率降低的问题,本文给出一种候选节点集协调策略。当高优先级候选节点发生链路质量突变时,次优先级候选节点将作为转发节点转发数据,以提高数据包接收率,从而保证网络中各节点数据传输的可靠性。最后,本文在Matlab实验仿真平台上对LDC-OR协议与ORW协议进行了仿真对比实验。为了评估本文协议的有效性,实验通过数据传输过程中的能量消耗、端到端时延和网络生命周期这三个指标进行验证,并调整了LDC-OR协议的候选节点协调方式以提高数据传输可靠性。实验结果表明,在低占空比无线网络环境下,LDC-OR协议能够在确保数据传输成功率的情况下,大大降低节点能耗,从而有效延长了网络生命周期。