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随着计算机技术、传感器技术、微机电系统技术和现代无线通信技术的飞速发展，无线传感器网络作为新兴的测控网络技术得以产生和发展。无线传感器网络是能够自主实现数据的采集、融合和传输功能的智能网络应用系统，它提供了一种新的感知世界、信息处理的平台，在国防和国民经济领域均有广阔的应用前景。由于无线传感器网络具有高度的应用关联性，本论文针对无线传感器网络在电力系统中的应用而展开研究。 本文分析了IEEE802.15.4标准的分层参考模型、物理层和MAC层及其定义的LR-WPAN网络的特征，并基于IEEE802.15.4标准设计了电力无线传感器网络。鉴于无线传感器网络在电力系统中的应用研究尚处于起步阶段，本文首先从电磁干扰的角度对无线传感器网络在电力环境中的应用进行了可行性论证，从硬件和软件两方面提出了几种节点设备应对电磁干扰的措施，还通过分析得出了无线传感器网络对电力系统二次设备的干扰可消除的结论。接着设计了一种基于无线传感器网络的输电线路覆冰监测系统，为无线传感器网络在电力系统中的具体应用提供了一种方法参考。论文设计了包括监测内容的确定、传感器的选择和布置及无线传感器网络拓扑结构在内的输电线路覆冰监测系统总体方案，详细设计了传感器节点的硬件结构，引入了小CT取能方式以解决节点的能量供应问题，还给出了监测系统无线传感器网络的路由机制和数据融合方法。本文最后针对电力无线传感器网络中常见的长链拓扑，提出了一种带占空比机制的C-MAC协议，包括节点定位、超级同步帧发送和突发传输三个步骤，为IEEE802.15.4标准体系提供了一种MAC协议参考方案。仿真实验结果分析表明:C-MAC协议的延迟、能耗和吞吐率参数指标优越，能够提升网络性能。