无线传感器网络由大量电源能量有限的传感器节点组成，部分节点的能量耗尽将导致整个网络的瘫痪。因此，如何高效利用传感器节点的能量提高网络的生命周期是一个非常重要的研究课题。合理设置节点的缓存空间以减少数据包溢出的概率是无线传感器网络中一个关键的问题。本文首先阐述了无线传感器网络的系统组成、协议体系、特点以及各领域的应用。然后，在介绍节点工作模式以及MAC层协议占空比概念的基础上，着重研究节点缓存空间的大小对于网络能量的影响问题，并建立了两种不同有限缓存空间的马尔可夫模型。其次，在分析两种形式的节点感知数据包的转移概率和节点数据包溢出概率的基础上，提出了合理的缓存算法。同时，结合实际的节点到达速率与服务速率或者调节占空比，设定合适的缓存空间大小，以达到网络的能量均衡。最后，结合传感器网络中的路由策略提出进一步的缓存优化方案。从单个节点的角度上升到传感器网络中互相关联的所有节点，根据层次型路由协议中节点的不同类型以及不同个数，更合理地调节缓存空间的大小，达到提高网络性能的目的。MATLAB仿真证明，缓存算法可以根据不同应用场合来设置合适的空间大小，减小网络丢包率，提高能量的利用率，延长整个网络的生命周期。