无线传感器网络集成了无线通信、传感器、嵌入式计算、网络等技术,是一种典型的无基础设施通信网络。无线传感器网络可以在各种环境下收集数据,它由大量微型传感器节点组成,这种传感器节点能量有限并且布设后不再更换,能量是无线传感器节点最重要的资源,这直接关系到网络的生存周期。因此,节能技术是无线传感器网络中一个重要的研究方向。本文以传感器网络中的节能技术为主线,在介绍了无线传感器网络的特点、应用和近年来研究进展等问题后,对无线传感器网络的节能技术进行了分析与论述,探讨了无线传感器节点的节能问题。按照传感器网络节能的要求,对传感器节点硬件设计进行了研究,并提出了一种新型节能的介质访问控制(MAC)协议。由于传感器节点需要满足微型化、扩展性强、成本低等要求,传感器节点的硬件设计面临很多具有挑战性的工作。针对这些要求,本文首先介绍了无线传感器节点系统构架,分析了节点各个核心模块的设计要求,在此基础上进行硬件选型。文中提出了一种新型传感器节点设计方案,采用MSP430和ARM2132芯片分别作为前端处理器和中央处理器,无线收发模块选用CC1000射频芯片。方案中各个模块的设计、关键器件的选型都是针对于无线传感器网络的特点,具有很强的实用价值。无线传感器网络MAC层协议研究是无线传感器网络中一个重要研究课题。MAC层协议处于传感器网络协议的底层部分,是连接物理层和网络层的桥梁,对传感器网络的性能有较大影响。本文首先介绍了现有传感器网络MAC协议的分类,通过对比分析各种MAC协议的特点,提出了一种基于TDMA和FDMA的新型MAC协议:FT-MAC。该协议基于分簇网络结构,在簇间通过分频使各个簇采用不同的频率进行通信;在簇内实行分时策略,通过时间片的分配,使每个节点获得独立时隙进行通信。通过这种既分频又分时的机制最大限度地减少了节点通信冲突,减小了网络能耗,延长了网络生存周期。仿真结果表明,FT-MAC是一种高效、节能的MAC协议。